中国のTGVガラス基板、AIチップ封装を狙う――量産の鍵は「認定」と歩留まり

AIアクセラレータやHPC（高性能計算）向けチップでは、演算ダイ、HBM（広帯域メモリー）、再配線をひとつの大きなパッケージ内で高密度に接続する必要がある。そこで有力な材料候補として浮上しているのが、**TGV（Through-Glass Via：ガラス貫通ビア）**を用いたガラス基板だ。

中国の取り組みは、単に新しい基板を作るという話ではない。特殊ガラス、超短パルスレーザー、エッチング、成膜、めっき、平坦化、検査、最終パッケージングまでを国内でつなぐ、先端パッケージの供給網づくりである。

ただし現時点を「量産定着」と見るのは早い。中国企業の多くはサンプル供給、パイロットライン、工程開発、技術試験の段階にあり、最も要求の厳しいAIチップ用途で広く採用されるには、歩留まり、長期信頼性、顧客認定を乗り越えなければならない。1812

TGVは何を変えるのか

TGVは、ガラス板を垂直に貫く微細な穴に金属導体を形成し、表裏の回路をつなぐ技術である。一般に穴の内部は銅で金属化・充填される。これによりガラスは、チップ間を仲介するインターポーザにも、パッケージ基板の構造的な中核にも使える。215

AI向けでは、電気特性だけでなく機械特性が重要になる。大面積のアクセラレータパッケージは、熱サイクルを受けても反りを抑えつつ、演算チップ、HBMスタック、基板配線を微細ピッチで接続しなければならない。

ガラスは寸法安定性と平坦性が高く、電気損失も低い。さらに、熱膨張係数（CTE）をシリコンに近づけるよう設計できるため、従来の有機基板より反りのリスクを抑え、微細なRDL（Redistribution Layer：再配線層）形成や高速信号伝送を支えやすい。29314041

これはGPUなどの演算ダイとHBMの間に大量の広帯域接続を必要とするパッケージで特に重要だ。ただし、CTEがシリコンに近いことと放熱性が高いことは別の話である。高電力のAIチップでは、熱を逃がすための専用設計が引き続き必要となる。

「ガラスインターポーザ」と「ガラスコア基板」は別の役割

ガラスを使う先端パッケージには、主に2つの道筋がある。

• ガラスインターポーザ：2.5Dパッケージで、複数のチップとパッケージ基板の間に置かれる中間配線層。チップレット同士やチップレットとHBMの高密度接続を担う。シリコンインターポーザに対し、矩形の大型パネルで加工できる可能性がある。124
• ガラスコア基板：ビルドアップ層の下にある有機コアをガラスへ置き換える方式。大型パッケージの土台をより平坦かつ寸法安定的にし、高密度配線を支える狙いがある。133

有機基板と比べた場合、ガラスの強みは平坦性、寸法安定性、シリコンとのCTE差の小ささ、高周波特性にある。一方、シリコンインターポーザとの比較では、大型矩形パネルの利用効率や材料コスト面で可能性があるものの、超高密度インターポーザの量産基盤としてはシリコンがなお成熟している。2429

中国が狙うのは工程の一気通貫化

TGV基板の競争力は、個別の装置や穴あけ技術だけで決まらない。TrendForceが整理した供給網には、特殊ガラス原板のほか、超短パルスレーザー、ウェットエッチング装置、PVD（物理蒸着）装置、電気めっき装置が含まれる。その後も、薄板化、TGV形成、金属化、銅充填、CMP（化学機械研磨）、RDL形成、最終パッケージ統合まで工程が続く。1

特に難しいのは次の4点だ。

1. ビア形成：レーザー加工や、レーザー改質後のエッチングで、割れや微小欠陥を抑えながら均一な穴を作る必要がある。ガラスは脆い材料であり、再現性の確保が難しい。
2. 金属化と銅充填：ビア内の導電層を均一に形成し、空隙なく銅を充填しなければならない。
3. 平坦化：CMPなどで余分な銅を除去し、後工程のRDL形成、バンプ形成、接合に必要な平坦面を作る。1315
4. 検査と認定：表面品質、位置精度、熱サイクル下の信頼性などが、サンプルから量産品へ進めるかを左右する。

そのため、設備能力や生産能力の発表だけでAIアクセラレータ向けの実用度は判断できない。実際の関門は、安定した歩留まりと顧客による認定である。

進展は見えるが、成熟を意味しない

中国では、ガラス・基板メーカー、ディスプレイパネル企業、PCB企業、パッケージング企業、装置メーカーがこの分野に参入している。TrendForceは2026年8月時点で、ガラスコア基板の供給網に関わる中国上場企業18社を挙げた。1

BOEは、先端半導体パッケージ向けガラス系基板を中国国内の顧客へサンプル提供し、一部でコンセプト検証を完了、技術試験を進めていると説明している。また、TGV穴あけ、深い銅充填、ビルドアップ層堆積を含む一連の工程統合も報告した。8

WG Techについては、1.6T光モジュール向けガラス基板のサンプルを顧客に提供したと報じられている。これは、高速ネットワーク機器が早期の実証市場になり得ることを示す材料だ。611

こうした動きは、中国が研究開発から試作・認定段階へ進んでいることを示している。しかし、輸入材やシリコンインターポーザを大規模に置き換えたことを示すものではない。

AI以外の用途が量産学習を支える可能性

AI・HPCとHBMは最も付加価値の高い狙いだが、TGVの加工・実装能力は1.6T光モジュール、RF（高周波）、MEMS、先端ファンアウトや基板パッケージにも応用できる。169

この裾野の広さには事業上の意味がある。ネットワーク機器やRF製品で一定の生産量を確保できれば、ガラスの搬送、ビア形成、めっき、検査に関する経験を蓄積できる。最難関であるAIアクセラレータ向け大型パッケージの本格量産に先立ち、工程を鍛える場になる可能性がある。

2027年は「到達目標」であって、達成済みではない

報道によれば、Huaweiは中国国内の供給網を活用し、Ascend AIアクセラレータを含む先端チップ向けガラス基板を2027年に量産するロードマップを描いているとされる。19 業界報道でも、初期量産は2027～2028年に始まる可能性があるとの見方が示されている。27

ただし、これらは将来計画であり、市場での大規模採用を証明するものではない。中国のTGV推進は、低損失・高密度・大面積のパッケージを支える能力を国内に積み上げる取り組みとして注目される。一方で、その成否は特殊ガラス、ビア形成の歩留まり、成膜・めっき、リソグラフィー、計測、信頼性評価、顧客認定といった難所を着実に突破できるかにかかっている。113

AIチップの調達・実装を担う企業にとって当面のポイントは明快だ。ガラス基板は材料コンセプトの段階を越え、製造競争の対象になりつつある。勝敗を決めるのは、TGVラインの発表の早さではなく、平坦で信頼性が高く、歩留まりの安定した基板を繰り返し供給できるかどうかである。