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從實驗室的意外發(fā)現，到撬動千億市場的核心材料，玻璃基板如何悄然重塑半導體與生物識別的未來？

1970年，康寧實驗室的化學家們面對一塊“失敗”的微晶玻璃樣品陷入沉思——它沒有熔化，卻意外獲得了超強韌性。

50年后，這塊“摔不碎的玻璃”的后代，正以0.0001毫米級的平整表面和微米級的精密通孔，支撐起AI芯片的萬億級晶體管集成。

這就是玻璃基技術：一場源于材料本質突破，終于產業(yè)生態(tài)重構的靜默革命。

01玻璃基技術：半導體進化的新基石

核心定義

玻璃基技術（Glass Substrate Technology）是在超薄特種玻璃基板上，通過激光微加工形成垂直互連通孔（TGV），并填充導電金屬實現三維電路集成的先進封裝平臺。其核心構成包含：

基板材料：硼硅酸鹽/石英玻璃

微孔結構：直徑10-100μm的通孔

金屬互聯：銅/鈦填充的導電通道

傳統(tǒng)有機基板如同在泡沫塑料上布線，易變形且精度受限；玻璃基板則相當于在納米級拋光的鋼板上雕刻微米級電路，穩(wěn)定且精密。

為何其在半導體領域不可替代？

玻璃基板在芯片封裝中的核心價值，源于其獨特的物理特性組合：

? 納米級平整度

表面起伏＜0.1μm

支持2μm線寬電路，信號損耗降低30%

? 超低熱膨脹系數

熱膨脹系數3.2ppm/℃

高溫變形僅為塑料基板的1/5

? 卓越絕緣性

介電常數ε=3.8

減少信號串擾，提升高頻性能

? 透光性

可見光透射率>90%

實現光電共封裝(CPO)的關鍵基礎

使屏下指紋識別成為現實

英特爾封裝專家段鋼指出：“當芯片線寬進入2μm時代，玻璃基板是延續(xù)摩爾定律的唯一選擇。”

技術演進的關鍵突破

玻璃基技術的成熟依賴于兩項核心工藝的突破：

【1】激光誘導蝕刻（LIDE）

用紫外激光在玻璃內部引發(fā)微爆裂，形成側壁光滑（粗糙度≤0.08μm）的錐形通孔，避免傳統(tǒng)機械鉆孔導致的微裂紋。

突破意義：實現深寬比100：1的通孔（相當于在1cm厚玻璃上鉆出直徑0.1mm的孔）

【2】納米級金屬化

采用原子層沉積（ALD）技術先在孔壁生成2nm鈦粘合層，再電鍍填充金屬（銅/鈦）導體。

技術關鍵：填充空洞率<0.01%，導電性能媲美塊狀銅材

02玻璃基技術如何重塑半導體產業(yè)

破解封裝瓶頸

隨著芯片晶體管數量突破千億級，傳統(tǒng)有機基板面臨致命瓶頸：

翹曲變形：大型封裝（>80×80mm）在回流焊中翹曲可達200μm

密度極限：線寬/線距最小僅能維持15/15μm

散熱困境：熱阻系數高達80℃·cm2/W

玻璃基板的介入帶來革命性改變：

? 英特爾實測數據：

24×24cm封裝翹曲<50μm?

互連密度提升10倍（線寬/線距=2μm/2μm）

熱阻系數降至35℃·cm2/W

? 行業(yè)影響：

使單封裝集成1萬億晶體管成為可能（2030年目標）

03芯啟航：玻璃基技術的生物識別“芯”范式

玻璃基技術：破解指紋識別的痛點

傳統(tǒng)硅基傳感器在復雜環(huán)境中長期面臨穿透力不足、熱敏感以及形變累積等根本性局限，這些問題會導致成像畸變率上升。

而玻璃基板因具備納米級平整度，可使指紋圖像畸變率降低一個數量級，其熱膨脹系數接近硅芯片，能保障 - 30℃至 85℃全溫區(qū)的性能穩(wěn)定性，加之90%的透光率，恰好從平整度、熱穩(wěn)定性和透光性等方面破解了傳統(tǒng)硅基傳感器的技術痛點，成為屏下指紋識別的終極解決方案。

芯啟航：玻璃基指紋技術的“中國答卷”

當半導體巨頭競逐玻璃基封裝技術時，中國企業(yè)在生物識別領域率先實現產業(yè)化破局——將玻璃基板的物理優(yōu)勢轉化為指紋識別的性能顛覆。

當行業(yè)聚焦傳統(tǒng)硅基方案時，芯啟航率先提出玻璃基技術路徑。歷經5年研發(fā)，其玻璃基指紋芯片實現三大突破性進展：

?穿透能力躍升

?極端環(huán)境適應性

?活體檢測可靠性

芯啟航玻璃基技術應用產品

? 活體指紋識別產品

芯啟航第五代活體指紋識別產品，延續(xù)其 2021 年推出的第四代玻璃基指紋芯片技術 —— 國內首個從基材突破的自主知識產權黑科技，填補了行業(yè)空白。該產品以玻璃基取代硅基，結合紅外光學活體檢測與專屬算法，可深入真皮層識別干濕、開裂等各類指紋及新生兒腳紋，同步感應溫度濕度，兼具超薄低耗、成本優(yōu)勢，實現技術延續(xù)與安全性能雙重升級。

? FAP60 指掌紋采集儀

芯啟航FAP60 指掌紋采集儀，在結構上突破了傳統(tǒng)光學設計，用獨有的玻璃基技術，以多指（左右四指采集、雙拇指采集、十指單指采集、掌紋采集）同步采集的革新科技，將四指采集時間壓縮至0.25秒/次，單指/滾指壓縮至0.125秒/次，讓海關、機場、碼頭等場所通行如絲般順滑。

寫在最后

透明基板上的中國智造

當中國封裝廠里的玻璃基板封裝線發(fā)出第一束激光，當芯啟航的工程師在低溫實驗室錄下第10萬次低溫解鎖數據——我們看到的不僅是技術參數的突破，更是中國產業(yè)從追趕到并跑的韌性跨越。

玻璃基技術的魅力，在于它用樸素的材料本質（平整/穩(wěn)定/通透），解決了尖端的產業(yè)難題（精度/密度/功耗）。而這恰與芯啟航的企業(yè)基因共振：以基礎材料創(chuàng)新為根，以用戶真實痛點為本。

此刻，芯啟航的玻璃基指紋模組正為千萬臺中國終端設備的安全保駕護航——這或許正是技術革命的終極意義：讓基礎材料的突破，成為億萬用戶的安全守護!

芯啟航，誠芯誠意做中國芯！

電話咨詢：0755—86931032

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關于芯啟航

深圳芯啟航科技有限公司（英文簡稱：Chipsailing）成立于2015年，總部位于中國深圳，是一家專注于人機交互及生物識別技術的高新技術企業(yè)。芯啟航科技作為一家專注指紋識別芯片、國產大屏觸控芯片原廠，擁有一支經驗豐富、技術過硬、及時響應的研發(fā)團隊,憑借其成熟且雄厚的技術儲備為全球用戶提供卓越的觸控芯片、指紋識別產品及解決方案。

芯啟航科技主要產品為活體檢測指紋識別產品、FAP系列產品、大屏觸控芯片、指紋識別芯片、指紋識別模組、指紋卡及其衍生產品（Touch Pad/Touch Key），具有高安全可靠性、高度集成、高性能、高性價比及低功耗等特點，廣泛應用于身份信息認證、智能家居、商業(yè)顯示、移動安全支付、筆記本電腦、智能手機等領域。

審核編輯 黃宇