美迪凯TGV开发成功，真正的AI芯片3D Chiplet堆叠技术

李星

美迪凯5月22日于互动平台表示，公司成功开发了TGV工艺（玻璃通孔工艺），通过激光诱导和湿法腐蚀工艺对玻璃基材实现微小孔径（Min10μm）的通孔、盲孔处理。

美迪凯的业务主要包括半导体光学、半导体微纳电路（半导体晶圆）、半导体封测，智慧终端制造、AR/MR部品及微纳光学等业务，主要产品包括指纹识别芯片及镜头、摄像头芯片及镜头、AR\MR镜头、TOF传感器镜头、芯片光路层产品、声波滤波器(SAW Filter)产品，以及压力传感器、微流控、激光雷达等 MEMS 器件产品。

美迪凯此次宣布成功开发的TGV工艺，是近期半导体行业的热点，主要原因是业界传英伟达GB200将采用先进封装工艺进行3D堆叠，其中中间层使用玻璃基板，需要TGV工艺来实现大规模互联。外，英特尔、三星、AMD、苹果等大厂此前均表示将导入或探索玻璃基板芯片封装技术。由于封装基板是材料中最重要的成本来源，因此资本市场对玻璃基板和TGV工艺相关技术十分关注。

实际上，TGV工艺以及与其相似的TSV(硅通孔工艺)，在业界都是十分成熟的技术，在光学器件与微纳MEMS器件的真空封装过程中，经常用到。

TGV工艺最初出现于2008年，源自于2.5D/3D集成TSV转接板技术。其主要目的是解决TSV转接板在高频或高速信号传输方面因硅衬底损耗而导致的性能下降、材料成本高和工艺复杂等问题。由于玻璃材料与硅、二氧化硅材料属性存在差异，因此玻璃上通孔刻蚀和孔金属化TGV互连技术成为了研究的关键点。与TSV相对应，TGV成为一种可能取代硅基板的新型技术。

玻璃基板由于具有优异的介电性能，玻璃材料没有自由移动的电荷，所以不需要沉积绝缘层，损耗因子比硅材料低2-3个数量级，基板损耗和寄生效应很低，确保了传输信号的完整性。

而且玻璃的热膨胀系数可调，可以减少与不同材料的热失配。Corning、Asahi和SCHOTT等玻璃制造商可提供超大尺寸（>2m×2m）和超薄（<50µm）面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料。受益于大尺寸超薄面板玻璃的易得性以及不需沉积绝缘层的优势，玻璃中间层的制造成本仅约为硅基中间层的1/8，不需要在基板表面和透过玻璃通孔（TGV）的内壁上沉积绝缘层，超薄中间层也无需薄化。当中间层厚度小于100µm时，玻璃翘曲仍然很小。

TGV工艺由于基板换成了玻璃，很明显避过了TSV存在工艺复杂，热应力过大的缺点。但是TGV工艺也有其缺点，就是制作通孔的成本很高。而且TGV工艺要进入到晶圆厂进行晶圆级封装十分困难。

美迪凯除了在生物识领域通过TSV工艺、陶瓷基板工艺，实现了大规模封测量产外，还在半导体光学器件领域有包括玻璃在内的超脆材料加工技术与量产产品。在半导体封测领域，美迪凯也成功开发了高效超精密化学机械抛光（CMP）技术，进行晶圆薄膜平坦化处理，并实现陶瓷、晶体、玻璃等光学材料平面及复杂曲面的高效低损伤抛光，最大基片直径30寸，TTV＜10μm。开发了RGB大尺寸大间距无机沉积光路层的整套加工工艺；开发了相关芯片声学层；开发了晶圆正面各种金属RDL布线加工工艺；公司自主研发的真空塑封技术（已申请发明专利）跟同行业的覆厚树脂膜工艺相比，单颗芯片加工成本可以降低10%左右，成品耐高温能力可以达到350度以上，而行业普遍耐高温能力为300度，产品可靠性更高。另外，公司持续加大激光雷达芯片、功率器件、以GaN，SiC等为代表的第三代化合物半导体器件等方面的研究和开发。

在微纳光学领域，美迪凯采用灰度光刻、纳米压印及晶圆封装工艺成功开发了一种无基材晶圆级压印光学模组技术，突破性地解决了现有业内光学模组小型化、薄型化的难题，且开发的微形光学模组可集成ARS微纳结构实现抗反射光学性能。在光学薄膜设计及精密镀膜方面，成功研发了各向异性导电膜（ACF）工艺，有效解决了Alpad的压合不良；并且通过膜系设计以及验证成功开发了环境光传感器（金属膜）的工艺，在相同的需求下，使膜层更薄且无效波段的截止效果更好。

在TGV工艺领域，美迪凯通过激光诱导和湿法腐蚀工艺对玻璃基材实现微小孔径（Min10μm）的通孔、盲孔处理。相关工艺在无源器件、集成天线和MEMS封装、多层玻璃基板堆叠上，都有成熟应用，而这些工艺也正是目前AI芯片2.5D/3D Chiplet封装采用玻璃基板TGV工艺量产的基础技术。

目前美迪凯重点投资布局 半导体光学、半导体微纳电路（半导体晶圆）、半导体封测，智慧终端制造、 AR/MR 部品及微纳 光学等业务，改善客户结构，完善公司在半导体器件产业链上下游的布局。目前产品类别已拓展 为 9 个大类 25 个子类，其中半导体光学、半导体晶圆（SAW Filter）、半导体封测产品的比重不 断增加，6 寸半导体晶圆（SAW Filter）产品在 12 月份单月产出已达 2500 片，半导体封测月产 出已突破 150KK 颗，其中配套 SAW Filter 的 CSP 封测月产出已达 35KK 颗。公司产品、解决方 案广泛应用于智能手机、安防监控、机器视觉、数码相机、投影仪、智能汽车、大健康、元宇宙 等领域。筹建的年产 20 亿颗（件、套）半导体器件项 目正有序推进中。