国际存储巨头逐步转向玻璃基方向,主要是为了解决AI和高性能计算(HPC)时代下,传统有机封装材料面临的物理极限瓶颈。这一转变并非简单的材料替换,而是为了支撑下一代芯片在性能、密度和能效上的跃升。
具体原因可以归纳为以下几点:
⚙️ 1. 突破传统材料的物理极限
传统的有机基板(如环氧树脂等)在面对AI芯片的严苛要求时,已逐渐暴露出以下问题:
* 易翘曲变形:在反复的加热和冷却过程中,有机材料会发生膨胀和收缩,导致基板翘曲。这对于需要极高精度的先进封装(如Chiplet/芯粒技术)是致命的,会严重影响良率和性能。
* 信号损耗大:随着AI芯片间的数据传输速度指数级增长,有机材料的介电损耗较高,会导致信号衰减和串扰,限制了传输速率。
✨ 2. 玻璃基板的革命性优势
相比之下,玻璃基板凭借其独特的材料特性,能有效解决上述问题,为芯片提供更理想的“物理基础”:
* 超高平整度与稳定性:玻璃基板的表面粗糙度可控制在1纳米以下,且热膨胀系数(CTE)可精准调控,与硅芯片高度匹配。这使得其在热循环中翘曲度大幅减少(可降低60%-70%),为微米级甚至亚微米级的精细电路布线提供了理想基底,也让大尺寸封装成为可能。
* 卓越的电气性能:玻璃的介电损耗极低,在高频段的信号传输损耗仅为有机基板的一半以下。这意味着信号传输更快、更稳定,能显著提升AI芯片的算力密度和能效比。
* 支持更高密度的互连:得益于其物理特性,玻璃基板能实现更精细的布线和更高密度的通孔(TGV),其互连密度和通孔密度远超传统有机基板,从而在相同面积内容纳更多晶体管。
:rocket: 3. 适应AI与HPC的迫切需求
AI和高性能计算是当前半导体行业最强劲的增长引擎。AI训练集群需要数千个GPU/加速器协同工作,任何微观上的性能损耗或不匹配都会在系统层面被放大,形成性能瓶颈。玻璃基板的低损耗、高稳定性和高密度特性,使其成为支撑AI芯片爆发式增长需求的理想选择。
因此,从有机材料转向玻璃基板,被视为半导体封装范式的一次根本性转变,是行业为突破计算瓶颈、延续“后摩尔时代”性能增长所做出的关键选择。
凯盛科技更合适对接希捷科技、西部数据等存储巨头开展HDD存储技术需要的玻璃基板,主要基于其在玻璃基板领域的技术积累、产能布局和与存储技术的直接关联性。
一、核心优势对比
1. 技术匹配度
凯盛科技:
- 玻璃基板技术深度:凯盛科技依托中建材集团资源,已突破高铝硅玻璃基板量产技术,产品已进入长电科技供应链,并专注于半导体先进封装领域。
- TGV技术突破:已成功开发基于玻璃通孔三维互联技术(TGV) 的玻璃芯基板(GCS),可替代传统有机基板和硅基板,解决高频大功率芯片的封装瓶颈。
- 产品规格匹配:旗下龙海玻璃主要生产0.7mm、1.1mm、1.8mm超薄电子玻璃,可广泛用于钢化玻璃保护膜、盖板玻璃、ITO导电玻璃等领域,这些规格与HDD用玻璃基板的尺寸要求高度匹配。
水晶光电:
- 技术方向差异:水晶光电核心业务聚焦于光学元器件(滤光片、微棱镜)、薄膜光学面板、AR-HUD、光波导技术等领域,主要应用于消费电子、汽车、AI/VR等赛道。
- 缺乏存储领域经验:虽然在2026年2月4日的市场讨论中被提及为"希捷数据供应商",但没有明确证据表明其在HDD用玻璃基板领域有技术积累或产品供应。
2. 产能与市场布局
凯盛科技:
- 产能规模:2025年6月,凯盛科技旗下龙海电子玻璃有限公司超薄电子玻璃智能化生产线点火运行,聚焦0.7至1.8毫米全系列超薄电子玻璃规模化量产。
- 市场定位:作为中国建材集团旗下的核心企业,凯盛科技在玻璃基板领域的布局具有显著技术优势和产业协同效应,其技术特点、产品应用及市场地位明确指向半导体封装和显示材料领域。
- 技术验证:已通过大族激光引入激光通孔设备,形成自主可控的制造能力,TGV技术已完成验证,处于量产前夕。
水晶光电:
- 产能方向:水晶光电的产能主要集中在光学元器件和AR/VR组件,2025年上半年,其消费电子业务(光学元器件、薄膜光学面板)营收占比达84.2%,汽车电子业务占比15.8%。
- 缺乏玻璃基板产能:没有证据表明水晶光电具备大规模生产HDD用玻璃基板的产能或技术能力。
3. 与存储技术的关联性
凯盛科技:
- 半导体封装应用:凯盛科技的TGV玻璃基板技术直接应用于半导体先进封装,可替代传统有机基板和硅基板,解决高频大功率芯片的封装瓶颈。
- 技术适配性:玻璃基板在平整度、热稳定性、绝缘性能及互连密度方面具备显著物理优势,特别适合解决传统有机基板在散热效率、大尺寸加工稳定性方面的物理极限问题。
- 行业趋势匹配:随着AI大模型训练产生海量数据,其中80%为非结构化温冷数据,大容量HDD仍是数据中心的主流选择,凯盛科技的技术路线与这一趋势高度匹配。
水晶光电:
- 技术关联度低:水晶光电的技术主要集中在光学显示和AR/VR领域,与HDD存储设备的玻璃基板在技术原理和应用场景上存在明显差异。
- 缺乏存储领域布局:虽然在2026年2月4日的市场讨论中被提及为"希捷数据供应商",但没有明确证据表明其在HDD用玻璃基板领域有技术积累或产品供应。
二、行业趋势与市场需求
1. HDD用玻璃基板市场现状
- 市场格局:目前全球HDD用玻璃基板的生产商仅剩Hoya一家,且其三个生产基地均位于东南亚(分别在泰国、越南和老挝)。
- 市场萎缩:2024年全球HDD用玻璃基板市场规模为8.87亿美元,预计2031年将降至5.53亿美元,年复合增长率(CAGR)为-5.70%。
- 技术转型:随着HDD容量向30TB、40TB乃至更高台阶迈进,传统的铝镁合金盘片已逼近物理极限,HAMR(热辅助磁记录)技术可能成为行业趋势。
2. 玻璃基板技术需求
- HAMR技术要求:HAMR技术需利用激光将记录点瞬间加热至400℃以上以翻转磁性,而传统铝合金在此温度下会发生晶格形变,导致数据写入失败,特种玻璃基板的耐热温度高于铝合金。
- 精度要求:为提升存储密度,磁头飞行高度需降低至纳米级,而铝基板的表面粗糙度难以满足未来每平方英寸3Tb以上的密度要求,需要通过超精密抛光工艺,将玻璃盘片的表面粗糙度控制在埃米级。
三、结论与建议
凯盛科技在玻璃基板领域的技术积累、产能布局和与存储技术的直接关联性使其更合适对接希捷科技、西部数据等存储巨头。具体建议如下:
1. 凯盛科技应加强与存储巨头的合作:利用其在玻璃基板领域的技术优势,积极对接希捷科技、西部数据等存储巨头,提供符合HAMR技术要求的玻璃基板解决方案。
2. 技术研发重点:针对HDD用玻璃基板的特殊要求,如耐高温、高平整度、低热膨胀系数等特性,进一步优化现有玻璃基板技术,以满足存储设备的严苛要求。
3. 市场拓展策略:鉴于HDD用玻璃基板市场目前由Hoya一家主导,凯盛科技可先从半导体封装领域的玻璃基板切入,逐步向HDD存储设备领域拓展,利用其在显示面板领域的成功经验,快速建立市场地位。
4. 合作模式创新:可考虑与希捷科技、西部数据等存储巨头建立联合研发机制,共同攻克HDD用玻璃基板的技术难题,实现互利共赢。
综上所述,凯盛科技凭借其在玻璃基板领域的深厚积累和与存储技术的直接关联性,比水晶光电更适合对接希捷科技、西部数据等存储巨头,开展HDD存储技术需要的玻璃基板业务。