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China setzt bei KI-Chips auf Glas: TGV-Substrate sind noch nicht serienreif
China baut eine eigene Lieferkette für TGV Glassubstrate für KI , HPC und HBM Packages auf; für 2027 werden erste breitere Einsätze angestrebt. Entscheidend ist die Beherrschung der gesamten Prozesskette: Spezialglas, Via Bildung, Kupferfüllung, Planarisierung und Umverdrahtungslagen.
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Forschungsantwort
Wichtige Erkenntnisse
- China baut eine eigene Lieferkette für TGV Glassubstrate für KI , HPC und HBM Packages auf; für 2027 werden erste breitere Einsätze angestrebt.
- Entscheidend ist die Beherrschung der gesamten Prozesskette: Spezialglas, Via Bildung, Kupferfüllung, Planarisierung und Umverdrahtungslagen.
- Muster für optische 1,6 Tbit/s Module, HF Anwendungen und andere Hochgeschwindigkeitsprodukte könnten Prozesswissen und Stückzahlen schaffen, bevor die besonders anspruchsvollen KI und HBM Packages skalieren.
KI-Prompt
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Glas rückt als Material für große, extrem dicht verdrahtete Chipgehäuse von KI-Beschleunigern und Hochleistungsrechnern in den Fokus. Chinas Vorstoß zielt deshalb nicht allein auf ein neues Substrat ab: Entstehen soll eine heimische Lieferkette für Through-Glass Vias (TGVs), Glas-Interposer, Glass-Core-Substrate und die dafür nötigen Spezialanlagen.
Der entscheidende Vorbehalt ist der Reifegrad. Mehrere chinesische Unternehmen arbeiten an Mustern, Pilotlinien und der Prozessentwicklung. Für eine breite Nutzung in den anspruchsvollsten KI-Packages müssen jedoch Ausbeute, Zuverlässigkeit und die Freigabe durch Kunden stimmen. 1
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Was TGVs im Chip-Package verändern
Eine TGV ist eine senkrechte Mikroverbindung durch eine Glasscheibe. Das Loch wird metallisiert – häufig mit Kupfer –, sodass die Schaltungen auf Ober- und Unterseite elektrisch verbunden werden. Damit kann Glas entweder als Zwischenebene zwischen mehreren Chip-Dies dienen oder den tragenden Kern eines Package-Substrats bilden. 2
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Für KI-Packages sind die mechanischen und elektrischen Eigenschaften gleichermaßen interessant. Große Beschleuniger-Packages müssen Rechenchips, gestapelte Speicher und Verdrahtung mit sehr feinen Strukturen verbinden und bei wiederholtem Erhitzen möglichst plan bleiben. Glas ist formstabil, weist geringe elektrische Verluste auf und sein Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) kann näher an den von Silizium angepasst werden als bei herkömmlichen organischen Substraten. Das kann Verzug reduzieren und feinere Umverdrahtungslagen – Redistribution Layers (RDL) – sowie schnelle Signalpfade ermöglichen. 29
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Das ist besonders relevant, wenn ein Package sehr viele Hochgeschwindigkeitsverbindungen tragen muss, etwa zwischen Rechendies und HBM-Speicherstapeln (High Bandwidth Memory). Ein besser passender Wärmeausdehnungskoeffizient bedeutet allerdings nicht automatisch bessere Wärmeabfuhr: Für stromhungrige KI-Chips bleiben eigene thermische Pfade notwendig.
Glas-Interposer und Glass-Core-Substrate: zwei Ansätze
Die Industrie verfolgt zwei eng verwandte Produktwege:
- Glas-Interposer liegen in einer 2.5D-Architektur zwischen aktiven Chips und dem Package-Substrat. Sie können sehr dichte Verbindungen zwischen Chiplets sowie zwischen Chiplets und Speicher bereitstellen. Die Verarbeitung in rechteckigen Panels könnte zudem eine Alternative zu Silizium-Interposern sein, die an Waferformate gebunden sind.
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- Glass-Core-Substrate ersetzen den organischen Kern unter den Aufbau- und Verdrahtungslagen eines Chip-Package-Substrats. Ihr Hauptvorteil ist eine besonders plane und dimensionsstabile Basis für große Packages mit dichter Verdrahtung.
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Gegenüber organischen Substraten spricht für Glas vor allem die Planheit, Dimensionsstabilität, geringere CTE-Abweichung und das Verhalten bei hohen Frequenzen. Gegenüber Silizium-Interposern kann Glas eine bessere Nutzung großer rechteckiger Panels und einen potenziell kostengünstigeren Materialweg bieten. Silizium ist bei Interposern mit sehr hoher Dichte jedoch weiterhin die etabliertere Plattform. 24
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China baut die gesamte Fertigungskette auf
Der strategische Wert liegt in der Prozessintegration. Die von TrendForce beschriebene Lieferkette beginnt bei Spezialglas und Anlagen wie Ultrakurzpulslasern, Nassätzsystemen, PVD-Anlagen (Physical Vapor Deposition) und Galvaniksystemen. Sie reicht über Dünnen des Glases, TGV-Bildung, Metallisierung, Kupferfüllung, CMP und RDL-Fertigung bis zur finalen Package-Integration. 1
Jede dieser Stufen kann zum Engpass werden:
- Bildung der Durchkontaktierungen: Laserbohren oder laserunterstützte Strukturierung mit anschließendem Ätzen muss reproduzierbare Öffnungen erzeugen, ohne sprödes Glas zu beschädigen oder kritische Defekte zu hinterlassen.
- Metallisierung und Kupferfüllung: Die Vias benötigen gleichmäßige leitfähige Schichten und müssen ohne Hohlräume gefüllt werden.
- Planarisierung: CMP (chemisch-mechanisches Polieren) oder vergleichbare Verfahren tragen überschüssiges Kupfer ab und erzeugen die plane Oberfläche, die für RDLs, Bumping oder Bonding nötig ist.
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- Inspektion und Qualifizierung: Zuverlässigkeit, Oberflächenqualität und präzise Ausrichtung entscheiden darüber, ob aus einem Muster ein für die Serienfertigung geeignetes Substrat wird.
Deshalb sagt eine gemeldete Kapazität noch wenig über die tatsächliche Einsatzreife in KI-Beschleunigern aus. Ausbeute und Kundenfreigaben sind die praktischen Hürden.
Fortschritte sind sichtbar – Serienreife ist nicht belegt
Zum chinesischen Ökosystem gehören inzwischen Glas- und Substrathersteller, Displaypanel-Produzenten, Leiterplattenunternehmen, Packaging-Spezialisten und Ausrüster. TrendForce zählte im August 2026 insgesamt 18 börsennotierte chinesische Unternehmen in der Lieferkette für Glass-Core-Substrate. 1
BOE teilte mit, glasbasierte Substrate für Advanced Packaging an heimische Kunden bemustert zu haben. Bei einigen seien Konzeptprüfungen abgeschlossen, technische Tests liefen weiter. Das Unternehmen berichtete außerdem über eine integrierte Prozesskette von TGV-Bohrung über tiefe Kupferfüllung bis zur Abscheidung von Aufbau-Schichten. 8 Unabhängig davon soll WG Tech Muster von Glassubstraten für optische 1,6-Tbit/s-Module ausgeliefert haben – ein Hinweis darauf, dass Hochgeschwindigkeitsnetze ein frühes Erprobungsfeld sein können.
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Diese Schritte sprechen dafür, dass China von der Technologieentwicklung in Pilotfertigung und Qualifizierung übergeht. Sie belegen jedoch nicht, dass heimische Glassubstrate importierte Materialien oder Silizium-Interposer bereits im großen Maßstab verdrängt hätten.
Der Markt reicht über KI-Beschleuniger hinaus
KI/HPC und HBM sind die wertvollsten Zielanwendungen. Die gleichen Fertigkeiten können aber auch optische 1,6-Tbit/s-Module, HF-Anwendungen, MEMS sowie fortgeschrittene Fan-out- und Substrat-Packages bedienen. 1
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Diese breitere Nachfrage ist wirtschaftlich bedeutsam. Netzwerk- und HF-Produkte können Stückzahlen und Lernerfahrung für Glashandling, Via-Bildung, Galvanik und Inspektion liefern, bevor die schwierigsten Beschleuniger-Packages serienreif sind. Zugleich verringert das die Abhängigkeit von einem einzelnen KI-Chipkunden oder einer bestimmten Packaging-Architektur.
2027 ist ein Ziel, kein Beweis
Berichte verbinden eine für 2027 geplante Massenproduktion von Glassubstraten mit Huaweis heimischer Lieferkettenstrategie für fortschrittliche Chips, darunter Ascend-KI-Beschleuniger. 19 Weitere Branchenberichte verorten erste Produktionsanläufe allgemein im Zeitraum 2027 bis 2028.
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Das sind zukunftsgerichtete Roadmaps, kein Nachweis eines bereits erreichten Marktergebnisses. Chinas TGV-Offensive ist am treffendsten als Aufbau von Lieferkette und Packaging-Kompetenz zu verstehen: vielversprechend für große, verlustarme und hochdicht verdrahtete Packages, aber weiterhin abhängig von anspruchsvoller Umsetzung bei Spezialglas, Via-Ausbeute, Abscheidung und Galvanik, Lithografie, Messtechnik, Zuverlässigkeit und Kundenqualifizierung. 1
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Für Einkäufer von KI-Chips und Packaging-Teams ist das kurzfristige Signal dennoch klar: Glas entwickelt sich vom Materialkonzept zu einem wettbewerbsintensiven Fertigungsrennen. Gewinnen wird nicht unbedingt der Anbieter, der als Erstes eine TGV-Linie ankündigt, sondern derjenige, der plane, zuverlässige Substrate mit hoher Ausbeute wiederholbar liefern kann.
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Wie lautet die kurze Antwort auf „China setzt bei KI-Chips auf Glas: TGV-Substrate sind noch nicht serienreif“?
China baut eine eigene Lieferkette für TGV Glassubstrate für KI , HPC und HBM Packages auf; für 2027 werden erste breitere Einsätze angestrebt.
Was sind die wichtigsten Punkte, die zuerst validiert werden müssen?
China baut eine eigene Lieferkette für TGV Glassubstrate für KI , HPC und HBM Packages auf; für 2027 werden erste breitere Einsätze angestrebt. Entscheidend ist die Beherrschung der gesamten Prozesskette: Spezialglas, Via Bildung, Kupferfüllung, Planarisierung und Umverdrahtungslagen.
Was soll ich als nächstes in der Praxis tun?
Muster für optische 1,6 Tbit/s Module, HF Anwendungen und andere Hochgeschwindigkeitsprodukte könnten Prozesswissen und Stückzahlen schaffen, bevor die besonders anspruchsvollen KI und HBM Packages skalieren.
Quellen
pandaily.comBOE Samples Glass-Based Substrates for Advanced Chip ...
news.futunn.comGlass-based products undergoing sampling across multiple sectors
xenospectrum.comChina's Glass Substrate Network Moves with Intel Partnership ...