湖北日报全媒记者 李源 甄子萱 通讯员 游茁瑞 吕依铭

很多人都有过这样的体验：让AI软件处理一项复杂任务，屏幕上的光标闪了又闪，缓缓给出答案。

短暂的等待，表面上是软件在思考，背后则是算力芯片、光模块、服务器在云端接力。用户希望别等太久，产业链则在思考另一个问题：怎样让芯片的算力更强，让信号在光模块里跑得更快。

从大模型到数据中心，从芯片到光模块，越来越高的算力需求，加速把先进封装推到台前——传统有机基板在高频高速传输、平整度、热膨胀匹配等方面疲态尽显，玻璃基板则被学界和业界视为新的发展方向。

但这项技术要走向量产，首先要跨过一道门槛：如何在又薄又脆的玻璃上，又快又稳地打出海量微孔。

光谷企业冲锋在前。华工科技子公司华工激光正在研发的TGV玻璃基板钻孔智能装备，每秒能打出8000个孔，误差率则控制在百万分之一级，效率和稳定性瞄准全球领先水平。

算力需求高企，呼唤更扎实的封装“底座”

过去谈论芯片，人们更关注算力、制程、晶体管数量。进入AI时代，一个新的问题越来越突出：如何更快、更稳、更低损耗地把芯片和芯片连接起来？

“算力不是由单颗芯片产生的，要靠封装把多颗芯片高效连接起来，基板就是封装的‘底座’。”华工激光TGV玻璃通孔装备产品线负责人陈竣说。

传统基板使用有机材料，有不少短板。比如一颗性能强大的算力芯片，工作中持续发热有可能把基板“烤”变形，引发虚焊、脱焊，导致芯片运行不稳定甚至彻底损坏。

相比之下，玻璃基板具备更好的表面平整度、尺寸稳定性和高频信号传输性能，是极具竞争力的先进封装基材。

国际半导体产业协会SEMI发布的报告称，受AI和高性能计算需求带动，2028年至2040年，玻璃基板市场有望保持67.2%的年复合增长率。

但玻璃基板不是把玻璃材料换上去这么简单。要成为AI芯片、光模块的一部分，必须先解决加工难题。TGV玻璃通孔，就是核心一环。

“玻璃基板要承担高速互连功能，首先要把一条条‘通道’打出来。”陈竣介绍，这些孔的直径在微米级，深宽比很高，玻璃又薄又脆，孔打歪了不行、打裂了也不行，要给下游工序交出合格产品，难度非常大。

更关键的是，先进封装需要的不是几个漂亮的样品孔，而是一整片玻璃基板上成千上万、甚至上百万个合格孔。因此，TGV装备真正要比拼的，不只是能不能打孔，而是能不能在微米级精度下又稳又快地打孔。

瞄准极致效率，打100万个孔只能有1个瑕疵

6月30日，华工科技光创园，华工激光的中试车间里，TGV玻璃基板钻孔智能装备正在运行。肉眼几乎看不到激光落点的变化，但在控制系统的指挥下，激光束正在玻璃基板上完成高速、精准的微孔加工。

“通过调整频率，一秒内可以发出8000束激光。但在高速加工中，难点不是让激光打出去，而是让每一束光都精准落到预设点位上。”陈竣说，激光头在动，承载玻璃基板的机台也在动，两者必须在极短时间内完成精准同步，“形象地说，就像空间站对接一样，稍有偏差，孔就会打歪。”

激光通孔设备不是新鲜事物，解决打孔质效问题的思路也有很多种。华工激光的核心突破，可以概括为四个字：极致控制。

一般激光加工中，光源聚焦后的光斑直径约为20微米。华工激光通过光束整形技术，利用精密透镜对光束进行控制，使聚焦光斑直径最低可到1至2微米，能效达到全球领先水平。自研的激光高速偏转模块和同步定位模块，相当于给激光装上了一套高速转向系统，把激光出光、光束偏转、机台运动等动作统一到同一个节奏里，让每一次出光都踩准点位。

陈竣说，用激光给玻璃打孔既怕慢、更怕乱。速度慢，满足不了量产节拍；速度快而控制不住，孔的位置、圆度、垂直度都会受到影响。“华工激光致力解决的，是在高速状态下仍然保持微米级精度。”

凭借着一系列自主创新技术，这台TGV装备目前已可实现每秒8000孔的业界顶尖效率。

但先进封装不只看速度，更看良率。TGV领域常用PPM衡量缺陷率，即百万分之一。国际上的同类型设备目前可做到5PPM，意味着打100万个孔，允许出现5个瑕疵；国内在研的同类设备多在10PPM左右。

“我们正在冲刺1PPM，如果稳定实现，意味着100万个孔里只能有1个瑕疵。”。

提前卡位赛道，年内定型具备交付能力

SEMI等专业机构预测，玻璃基板可能在2028年前后逐步投入实际应用。

全球范围内来看，英特尔、三星等半导体头部企业都在推进相关路线，但整体仍处在试验阶段。

换句话说，玻璃基板的市场窗口已经打开，谁能率先把TGV打孔效率、对位精度和缺陷率稳定到量产要求，谁就能占得先机。

陈竣透露，华工激光的TGV玻璃基板钻孔智能装备项目于2024年底立项，在华工科技的工程能力，以及清华大学、华中科技大学、北京理工大学知识能力的协同支撑下，仅用5个月就做出样机。目前正携手下游厂商优化设备和工艺，计划今年四季度定型，具备交付能力。

采访中，记者在这台设备上看到了一些来自其他企业的零部件，比如光谷企业华日激光的飞秒激光器、福州企业福晶科技的透镜等。

“华工科技是光电子信息‘链主’企业，尽管立项时并不要求国产化率达到100%，但无论是从供应链安全，还是从产业链协同的角度看，我们都希望在设备研发过程中，带动更多国内企业一起把产品做得更好。”产品线技术负责人张斌说。

当下，算力芯片和光模块需求仍在快速增长。玻璃基板上的一个个微孔很小，却连着先进封装的大命题。这束激光打出的，是玻璃上的孔，更是通向先进封装赛道的一条路。

离开中试车间前，记者脱下一次性鞋套扔进垃圾箱，令人惊讶的是，硕大的垃圾箱已被塞得满满当当。“进出车间的科研人员很多，大家都希望这台设备的成熟能快一点，再快一点。”陈竣说。