De acordo com pt.wedoany.com-Empresas chinesas estão acelerando a validação em escala piloto e a expansão da produção de substratos de vidro TGV (Through Glass Via), considerados um material-chave para a próxima geração de empacotamento avançado, e este setor está entrando em uma janela crítica para a industrialização.
Com a evolução dos parâmetros dos grandes modelos de IA para a escala de trilhões, a área dos chips de IA aumenta continuamente e a geração de calor se intensifica, tornando os materiais tradicionais de substrato de silício propensos a deformações. O substrato de vidro TGV, devido às suas vantagens como baixa perda, resistência a empenamentos, suporte à produção em painéis de grande escala e custo de material muito inferior ao do substrato de silício, torna-se uma escolha ideal no campo do empacotamento avançado. O setor geralmente considera 2026 como a janela crítica para a industrialização dos substratos de vidro.
O substrato de silício é como uma cidade plana: quanto mais densos os transistores, mais fácil é o congestionamento de sinais e mais intenso é o aquecimento. Já o substrato de vidro TGV é como construir arranha-céus nesta cidade, perfurando milhões de vias micrométricas no vidro e preenchendo-as com metal, permitindo a interconexão vertical entre as camadas superior e inferior do chip, reduzindo significativamente a distância de transmissão de sinais e aumentando a densidade de interconexão. No entanto, o vidro em si é frágil e duro, exigindo altíssimos padrões de formulação, pureza e estabilidade térmica; qualquer pequena imperfeição pode ser amplificada nos processos posteriores.
Um responsável de uma empresa de substratos de vidro para displays em Xianyang, Shaanxi, afirmou que é necessário construir um sistema de inovação tecnológica com colaboração integrada de materiais, processos e equipamentos, focando em como fabricar bons produtos. O desenvolvimento de equipamentos concentra-se principalmente em componentes térmicos centrais, como blocos de vidro de fluxo e canais de platina. O desempenho de alguns processos-chave, como a gravação profunda induzida por laser e a metalização de furos, já superou o de algumas amostras de referência importadas, e espera-se que a primeira rodada de validação de processo seja concluída ainda este ano.
A atualização da demanda downstream está forçando as empresas upstream de substratos de vidro a acelerar a pesquisa e desenvolvimento em escala piloto. Para transformar "amostras" em "produtos", é necessário superar o obstáculo da fabricação em escala industrial. Atualmente, as empresas chinesas estão aproveitando o acúmulo tecnológico em vidro para displays para acelerar a migração de tecnologias centrais e planejar novas linhas de produção.
Os substratos de vidro para displays produzidos em uma linha de produção de substratos de vidro para displays de alta geração em Bengbu, Anhui, compartilham uma alta similaridade nos processos fundamentais com os substratos de vidro usados no empacotamento de chips de IA, exigindo altíssimos padrões de planicidade superficial, estabilidade térmica e taxa de defeitos. O responsável pela linha afirmou que as tecnologias centrais acumuladas nesta linha estabeleceram a base para a futura nacionalização dos substratos de vidro para empacotamento de semicondutores.
Com base nessa "similaridade" nos processos fundamentais, as empresas chinesas estão transferindo a experiência madura do setor de vidro para displays para o campo do empacotamento avançado de semicondutores e começando a planejar novas linhas de produção dedicadas ao substrato de vidro TGV, a fim de garantir o controle autônomo de materiais de empacotamento de alto nível.
A aplicação prática do substrato de vidro TGV requer a conclusão de processos complexos de pós-processamento, sendo a perfuração de alta densidade em escala micrométrica um desafio-chave. Perfurar com precisão milhões de furos em um vidro com cerca de 0,8 mm de espessura, garantindo que todos os furos sejam passantes e que as paredes dos furos sejam lisas e sem microfissuras, é essencial. Uma empresa de processamento de precisão de materiais frágeis em Changsha, Hunan, utilizando o processo mais recente de gravação por indução a laser, já alcançou uma taxa de não passagem de 0 ppm para milhões de furos.
O setor de substratos de vidro TGV está transitando da validação técnica para a produção em pequena escala. Várias empresas líderes chinesas já iniciaram amplamente os preparativos para suas linhas de produção. Jiang Nan, presidente da Lens Technology para a China, apresentou que atualmente os produtos de substrato de vidro TGV estão passando por múltiplos testes e validações de amostras com clientes nacionais e internacionais. No processo de gravação por indução a laser, várias rodadas de testes foram concluídas e os parâmetros ideais foram definidos. A empresa planeja construir uma fábrica dedicada de 30.000 metros quadrados para substratos de vidro, juntamente com linhas de produção de apoio, e o projeto deve ser oficialmente colocado em operação até o final deste ano, preparando-se para a produção em massa subsequente.
De acordo com previsões de institutos de pesquisa de mercado internacional, o mercado global de empacotamento avançado deve se aproximar de US$ 80 bilhões até 2030. Peng Shou, acadêmico da Academia Chinesa de Engenharia, afirmou que, com o aumento explosivo da demanda por poder computacional de IA, os materiais de empacotamento tradicionais estão se aproximando de seus limites físicos. O substrato de vidro TGV, como base-chave para a próxima geração de empacotamento avançado, está se tornando uma nova variável que remodela o panorama da indústria global de semicondutores.
Peng Shou destacou que, atualmente, a indústria global de substratos de vidro para empacotamento avançado de semicondutores apresenta uma tendência geral de "início precoce na Europa e América, aceleração da recuperação na Ásia-Pacífico e rápida reestruturação do cenário". A China já formou quatro clusters industriais de substratos de vidro em Hefei, Bengbu, Xianyang e Chengdu. Aproveitando o acúmulo de experiência no setor de vidro para displays, os substratos de vidro TGV nacionais estão acelerando a quebra de barreiras tecnológicas estrangeiras. No entanto, a transformação de amostras de laboratório em produtos de linha de produção requer colaboração interdisciplinar entre as indústrias de materiais, usinagem mecânica e teste e empacotamento de semicondutores. Peng Shou prevê que, desde a dissipação de calor de alta potência computacional de IA até a transmissão de alta frequência de RF 6G, passando pela economia de baixa altitude e novas energias, o substrato de vidro TGV pode formar um novo setor avaliado em trilhões de yuans até o final do 15º Plano Quinquenal.
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