2026年に戦いはあるのか？ガラス基板の覇権を争う関係者が多数、特殊ガラス製造大手が市場拡大を加速
2024-10-01
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ムーアの法則は減速しつつあり、大手企業はチップの性能を向上させる新たな方法を見つけようと先を争っている。多くの独自の利点を持つガラス基板技術は進歩しており、半導体業界の注目の新星となっています。
「ガラス基板の大規模商業化を最初に実現した者が、基板業界の新たな変革者となるだろう。」 この一文は、計算能力不足の時代におけるガラス基板分野の熾烈な競争を反映している。インテルが先陣を切って市場参入を果たし、サムスン、amd、lgなどが注目するまで、有機基板からガラス基板への置き換えは業界のコンセンサスとなり、大手メーカーが先駆けて参入を急いでいる。
「これはトレンドに違いない。」特殊ガラス大手ショット社の半導体先端パッケージングガラスソリューション責任者クリスチャン・ライラー氏は、ザ・ペーパーや他のメディアとの最近のインタビューで、ショット社も世界中の多くの企業と同様に、この問題について楽観的だと述べた。進歩におけるガラスの役割 チップパッケージングの分野における大きな可能性。 「将来的には、計算能力の速度要件はますます高くなり、特殊ガラスの性能上の利点を最大限に活用する必要があります。さまざまなエンジニアリング上の課題が私たちの能力の範囲内で克服され、大規模生産に必要な歩留まりが向上すると、この技術が実現します。」同氏は、新技術製品としてのガラス基板の商業利用には依然として一連の現実的な課題があり、業界チェーン全体での協調的な取り組みが必要であると強調した。
「限界突破」を目指して誕生した新たな市場の本命、ガラス基板
チップ基板は主に、チップの高度なパッケージング レベルでのシステム レベルの統合に使用され、パッケージング後のプロセスにおける重要なテクノロジーです。 1970 年代のリードフレームに始まり、基板設計は何度も繰り返され、1990 年代には金属フレームに代わってセラミック基板が使用され、世紀の変わり目頃には pcb のような材料と織ガラス積層板で作られた有機基板が使用されました。基板材料の継続的なアップグレードにより、チップの性能の継続的な向上が促進されます。
有機材料は 20 年以上にわたってパッケージ基板の主役でしたが、単一パッケージ内のチップと接続の数が増加するにつれて、有機基板は物理的な限界に近づきつつあります。
より強力なコンピューティング能力に対する需要の高まりにより、新たな技術的変化が生じています。特殊ガラスは、優れた耐熱性、誘電特性、さまざまな熱膨張係数（cte）により、次世代チップに新たな可能性をもたらします。長期にわたる技術検証を経て、業界大手企業は全会一致で特殊ガラスを次世代チップパッケージ基板用の最も有望な新素材の1つとして選択し、過去2年間に関連生産ラインを導入しました。
「チップキャリアボードの分野における特殊ガラスの応用は比較的成熟している。先進的なパッケージング基板への技術的応用として、大手メーカーは包括的な調整を始めている」とショットグループ中国のゼネラルマネジャー、チェン・ウェイ氏は本紙に語った。ムーア以降の時代では、チップの特性はますます小さくなっていますが、出力と処理速度は大幅に向上しており、新しい材料要件が生まれています。 「ショットのような企業は、半導体産業が必要とする材料とさまざまな開発上の利点の両方を備えており、ガラス基板市場が台頭してきました。」
上記の機能を持つ少数の主要市場プレーヤーは、新たな需要の急速な増加をすでに感じています。 chen wei氏は、既存の有機基板と比較して、ガラス基板は接続長を短縮しながら小型かつ高密度の実装を実現できるため、ai、ハイパフォーマンスコンピューティング（hpc）、データセンターチップの消費電力とシステムの複雑さが軽減され、最終的には高速化が可能になると分析した。 、よりエネルギー効率の高いコンピューティング。業界データによると、ガラス基板によりチップの速度が最大 40% 向上し、エネルギー消費が最大 50% 削減されることが示されています。
schott は業界に精通しています。世界トップクラスのフォトリソグラフィー装置では、トップマイクロチップに極めて微細な構造を作成するために、シリコンウェーハと露光モールドを正確に配置する必要があります。 schott のフレキシブル ライト ガイドおよびその他の製品は、世界をリードするフォトリソグラフィー装置の重要なコンポーネントであり、プロセス中に最高の精度を保証します。これらの機械は世界中のすべてのチップ工場や idm (統合デバイス製造業者) で使用されているため、ほぼすべてのコンピューター チップがショットの特殊なガラス材料と接触します。
業界は、2030 年までにガラスがチップパッケージングの主要な材料の 1 つになると予測しています。次世代の高度パッケージングの波に直面して、ショットは今年8月、社内リソースを統合し、半導体業界向けにオーダーメイドの特殊材料ソリューションを提供する新部門「半導体アドバンスト・パッケージング・ガラス・ソリューション」を設立した。 「当社はこれまで、半導体業界にサービスを提供するために既存の事業部門を推進してきました。業界の需要が高まっているため、社内でこのような新たな調整を行ってきました。」とクリスチャン・ライラー博士は述べました。
大手企業がガラス基板をめぐって競争しているが、商業化の課題は依然として存在する
先進的なパッケージングの台頭により、ガラス基板は産業環境を再構築し、将来の成功か失敗かを決定する重要な戦場となっています。
今年に入ってから、ガラス基板に関する議論が熱い状態が続いている。チップ設計、製造、パッケージングの大手企業が有機基板の代わりにガラス基板を使用するというニュースは後を絶たず、関連するコンセプト株は日々の指値波を複数回引き起こした。高性能aiチップをめぐる競争が激化する中、インテル、エヌビディア、amdなどの大手企業は、早ければ2026年にもガラス基板を採用すると予想されている。
2023 年 9 月、インテルは率先して先進パッケージング ガラス基板の発売を発表し、2026 年から 2030 年に量産を計画しました。インテルは、ガラス基板の研究活動は10年前に遡り、研究開発生産ラインを構築するために米国アリゾナ州に10億米ドル以上を投資したと述べた。この動きは同社が2030年の目標を達成するのに役立つだろう。 1 つのパッケージに 1 兆個のトランジスタを集積するという目標。
パッケージング技術の革新という点では、インテルは 1990 年代にセラミック パッケージから有機パッケージへの移行で業界をリードし、ハロゲンフリーおよび鉛フリーのパッケージを初めて実現しました。
サムスンはまた、ガラス基板を革新的なソリューションとみなしている。サムスンは今年1月、ces 2024で半導体ガラス基板分野への参入を発表し、2024年にパイロットライン確立、2025年に量産サンプル、2026年に正式量産に向けたロードマップを発表した。計画によると、サムスン電機は今年9月までにパイロットラインに必要な設備を設置し、当初計画より1四半期早い第4四半期にパイロット生産ラインの稼働を開始する予定だ。
skハイニックスは米国子会社アブソリックスを通じてこの分野に携わっており、2025年初めに量産を開始する予定で、ガラス基板競争に最初に参加する企業の1つとなる。
少し前に、モルガン・スタンレーは nvidia gb200 のサプライ チェーン状況を更新し、nvidia gb200 dgx/mgx のサプライ チェーンが開始され、高度なパッケージングにガラス基板が使用されると述べました。
prismark の統計によると、世界の ic パッケージ基板産業は 2026 年に 214 億米ドルに達すると予想されています。大手チップ大手の参入により、既存ソリューションのガラス基板への置き換えが加速し、ガラス基板の普及率は3年以内に30％に達し、5年以内に50％以上に達すると予想されている。インサイト・パートナーズは、ガラス基板の世界市場規模は今年の2,300万米ドルから2034年には42億米ドルに成長すると予想している。
他の新技術と同様に、ガラス基板の商品化への道のりは、潜在的な大きな利点にもかかわらず、加工、製造テスト、コストなどの一連の課題に直面しています。
業界の見解では、ガラスは反りを克服でき、良好な電気特性を備えているものの、壊れやすく加工が難しいなどの顕著な欠点があり、実際の出荷までに量産歩留まりを達成するにはまだ長い道のりがあると考えられています。企業は初期投資コストが高く、技術開発に多額の投資を行っても、事業が利益を上げられなければ埋没費用となります。
「製品化のプロセスでは、ガラスの利点が欠点をいかに上回るかが重要です。私たちはさまざまな方法を使用して、脆弱性、メタライゼーションの開口部、歩留まりなどの問題を解決しようとします。開発プロセスが徐々に進むにつれて、ガラスの製造技術はクリスチャン・ライラー氏は、ハイエンド用途向けの新技術として、ガラス基板は技術的なルートや技術的な合意に達するために業界チェーンとの緊密な連携が必要であると信じています。時間がかかる商品です。 「市場開発の初期段階では、コストの問題に関して関係者全員が異なる考えを持っているかもしれません。しかし、まず市場を開発してからコストを考慮する必要があります。使用量が増加するにつれて、コストは減少し続けます。」
チェン・ウェイ氏は本紙に対し、ショットが今年11月の第7回中国国際輸入博覧会で特殊ガラスをベースにした半導体パッケージング・ソリューションを初公開すると紹介した。 「将来の発展の原動力は主にコンピューティング能力によってもたらされ、特殊なガラスはチップ産業が新たな高みに到達するのに役立ちます。」
新聞記者ヤン・ヤン
（この記事はthe paperからのものです。よりオリジナルの情報については、「the paper」アプリをダウンロードしてください）
