锐科激光玻璃基板 &Glass Bridge 玻璃桥完整技术与应用深度解析
一、企业布局基础:锐科超快激光核心载体(国神光电)
锐科通过控股子公司上海国神光电专攻皮秒 / 飞秒超快光源,是国内少数完整覆盖 TGV 玻璃基板、Glass Bridge 玻璃桥微纳加工光源 + 工艺包的厂商;自身定位为上游激光器供应商 + 工艺方案商,向下游设备厂(大族、帝尔、德龙)、玻璃基板厂(沃格光电、戈碧迦)、封测龙头(长电、通富微)供货,不整机销售加工设备。
产品矩阵分层覆盖全玻璃加工需求:
1. 红外飞秒(<600fs):TGV 微孔、超薄玻璃、玻璃内部光波导直写(玻璃桥核心光源)
2. 紫外皮秒:薄玻璃无应力切割、微盲孔、面板精细刻蚀
3. 大能量红外皮秒 GS-PIRX(2mJ,10ps):1 – 10mm 厚玻璃异形切割、车载厚玻璃、光学基板开粗加工
4. 80W 高功率红外飞秒:UTG 折叠玻璃、玻璃微焊接、基板倒角、棱镜刻槽
二、玻璃基板全套技术(TGV 为主线)
(一)核心工艺原理:LIDE 激光诱导改性蚀刻(两步法)
TGV(Through Glass Via 玻璃通孔)是玻璃基板先进封装最核心工序,锐科标准化工艺路径:
1. 超快激光内部改性
飞秒激光依靠非线性多光子吸收,穿透透明玻璃表层,在目标深度形成纳米级改性区,无表面崩边、无宏观热裂纹;区别纳秒激光热熔融加工,属于冷加工,不会造成基板翘曲、应力残留。
2. 化学湿法蚀刻扩孔
改性区域腐蚀速率是普通玻璃百倍,浸泡蚀刻液后形成垂直光滑通孔;锐科配套专属工艺包优化蚀刻均匀性,解决高深径比孔锥度、孔壁粗糙度问题。
(二)核心技术指标(量产级)
- 适用玻璃:硼硅、铝硅、超薄 UTG、光学特种玻璃(玻璃桥基材)
- 孔径范围:5 – 50 μ m,最小微孔 5 μ m 适配 HBM/CPO 高密度互联
- 深径比:≥ 10:1,可加工 0.1 – 1.5mm 厚晶圆级玻璃基板
- 孔壁粗糙度 Ra<60nm,无微裂纹、无边缘崩缺
- 加工模式:通孔、盲孔、阵列微孔、异形微流道、凹槽刻蚀全覆盖
(三)玻璃基板四大细分应用场景
1. AI 算力 2.5D/3D 先进封装玻璃转接板(最大增量市场)
替代传统硅 TSV 中介层,玻璃低介电常数、低高频损耗、低成本、不易翘曲,适配英伟达 HBM、Chiplet、高性能 GPU:
- TGV 通孔金属化后实现芯片垂直高密度互连,布线线宽 / 线距≤ 2 μ m;
- 锐科飞秒光源已批量导入沃格光电玻璃载板产线,配套长电科技面板级封装 PLP 工艺;
- 优势:相比进口德国 LPKF 光源,交付周期缩短、维护成本下降,国产替代空间大。
2. CPO 共封装光学玻璃基板(Glass Bridge 配套基底)
高速光模块、硅光 PIC 光电混合封装核心载体:
- 玻璃基板同时承载 TGV 导电通孔 + 内部光波导(玻璃桥光路),实现光电集成;
- 超薄玻璃基板 0.2 – 0.7mm,一面做电路金属化,一面刻制玻璃桥光传输通道;
- 适配 400G/800G/1.6T 光引擎,是 AI 集群光通信核心基材。
3. 显示与 Micro LED 巨量转移基板
- UTG 折叠屏盖板、OLED 切割:飞秒无应力切割 0.03 – 1.1mm 超薄玻璃,边缘强度提升 30%,无崩角;
- Mini/Micro LED 玻璃转移基板:微米级 TGV 阵列,用于芯片巨量转移定位、电极互联。
4. 车载与射频高频电子基板
毫米波雷达、车载中控玻璃、5G/6G 射频器件:
- 玻璃低 CTE 热膨胀系数,高低温环境稳定性优于有机载板;
- 大能量皮秒方案加工车载厚玻璃窗口、雷达透光基板开孔。
(四)配套玻璃基板辅助加工技术
1. 超快激光超薄玻璃切割
红外 / 紫外飞秒实现隐形切割(内部改质层分离),一次成型异形、圆角、摄像头开孔,无需二次研磨,良率>99.5%,适配手机折叠屏、车载曲面玻璃。
2. 玻璃微焊接
飞秒聚焦玻璃接触面内部,局部熔融实现同种 / 异种玻璃密封焊接,无胶水、气密性高,用于光器件、微型传感器封装。
3. 基板精密倒角、开槽、微流道加工
适配生物芯片、光通信无源器件玻璃基板微结构制备。
三、Glass Bridge 玻璃桥(康宁 GlassBridge 架构)技术与锐科配套方案
(一)玻璃桥基础定义与行业痛点
Glass Bridge(玻璃耦合桥)是面向 CPO 的玻璃基无源光互连器件,解决硅光芯片与外部光纤阵列耦合损耗高、对位难、良率低、体积大的行业瓶颈:
传统方案:硅光芯片→光纤阵列 FAU,微米级对位误差即造成大幅光损耗;
玻璃桥方案:超薄特种玻璃内部预制埋层光波导作为光路转接 " 桥梁 ",无源自动对准,耦合损耗降低至 1.5dB 以内,支持 24 路高密度光通道,模块化可维修。
(二)玻璃桥双核心制造工艺,均依赖锐科超快激光
完整 Glass Bridge 量产分为两大激光工序,锐科国神光电光源全覆盖:
工序 1:TGV 导电通孔加工(电气互联)
玻璃桥本身集成导电通孔,实现光芯片电信号引出,使用锐科红外飞秒 LIDE 工艺打孔,与先进封装玻璃基板同源技术。
工序 2:玻璃内部光波导直写(光路核心,锐科独有配套方案)
1. 技术原理
主流量产路线:超快激光直写预制改性通道 + 离子交换 IOX
- 第一步:飞秒激光在玻璃内部指定深度(5 – 50 μ m)连续扫描,形成折射率可调改性轨迹;
- 第二步:高温离子交换,改性区域折射率提升,形成埋入式低损耗光波导(O 波段损耗<0.1dB/cm);
- 锐科飞秒精准控制三维空间光路,可单层 / 多层立体波导,规避纯离子交换无法分层、光串扰缺陷。
2. 锐科光源技术优势
- 超短脉冲抑制热扩散,波导边界锐利,降低光串扰;
- 光束整形模块适配大尺寸晶圆级玻璃桥批量并行加工;
- 波长可选红外 / 绿光飞秒,匹配不同牌号特种玻璃(康宁光导玻璃、硼硅玻璃)。
(三)锐科配套玻璃桥完整产业链协同
1. 超快激光光源:国神飞秒直写光波导 +TGV 打孔一体化光源;
2. 特种光纤配套(子公司睿芯光纤)
玻璃桥耦合需高密度保偏光纤、单模阵列光纤、EDFA 掺铒光纤,睿芯光纤批量供给光迅、昂纳等光引擎厂商,形成激光光源 + 通信光纤协同优势,完整配套 Glass Bridge 产线;
3. 工艺包输出:向设备厂提供光波导直写、TGV 同步加工全套参数方案,缩短客户工艺验证周期。
(四)Glass Bridge 玻璃桥核心应用场景
1. AI 服务器 CPO 共封装光引擎(核心市场)
800G/1.6T/3.2T 高速光模块标配,玻璃桥作为硅光芯片与外部光纤的中间耦合载体,大幅简化组装工序,行业预测 2027 – 2028 年规模化量产,拉动超快激光需求爆发。
2. 高速相干光通信模块
长距 DCI 数据中心相干光器件,多路偏振光无源耦合。
3. 车载激光雷达光互连组件
微型玻璃光波导桥,小型化雷达内部光路转接,耐高温车规级玻璃基板配套。
4. 光子计算、集成光学芯片
多层立体光波导玻璃桥,实现片上复杂光路互联。
四、锐科技术差异化竞争优势(对比海外 / 国内竞品)
1. 全波段超快光源自研自产
从紫外皮秒到百瓦级红外飞秒垂直自研,核心增益光纤、脉冲种子源自产,无海外器件卡脖子;德国 LPKF 仅整机输出,光源外购,交付周期长。
2. 玻璃基板 + 玻璃桥双场景工艺打通
业内多数厂商仅能做 TGV 打孔,锐科同时掌握 TGV 导电孔 + 内部光波导直写两套核心工艺,适配 CPO 一体化玻璃基器件。
3. 厚度全覆盖产品线
薄至 0.03mm UTG 折叠玻璃、中等 0.2 – 1.5mm 封装基板、厚达 10mm 车载光学玻璃均有对应皮秒 / 飞秒方案。
4. 国产产线适配性强
工艺包针对国内玻璃基板、封测产线设备参数优化,适配沃格、长电等国产厂商产线,性价比显著高于进口超快光源。
5. 光纤协同壁垒
旗下睿芯特种光纤配套 Glass Bridge 光纤阵列,形成 " 激光加工 + 通信光纤 " 一体化配套,单一供应商即可满足 CPO 玻璃桥全部上游耗材需求。
五、产业商业化落地进度(截至 2026 年 6 月)
1. 玻璃基板 TGV:面板级、晶圆级飞秒光源批量出货,进入头部玻璃载板、封测企业量产线;
2. 玻璃桥光波导直写光源:完成头部光模块、康宁合作厂商样品验证,小批量送样产线;
3. 产能支撑:国神光电上海新超快基地 2026 年内投产,大幅提升飞秒激光器产能,匹配玻璃基板、CPO 玻璃桥扩产潮;
4. 下游客户:沃格光电、长电科技、通富微、光迅科技、昂纳信息等批量导入锐科超快光源。
六、行业成长逻辑总结
1. 玻璃基板:AI HBM、Chiplet 替代硅中介层,TGV 是刚需工序,超快激光为唯一量产加工方案;
2. Glass Bridge 玻璃桥:解决 CPO 量产耦合痛点,是高速光模块下一代标准化光路方案,光波导直写 +TGV 双重拉动飞秒激光器增量;
3. 锐科核心受益:国产超快光源进口替代 +CPO/ 先进封装双赛道共振,同时叠加特种光纤配套红利,是国内玻璃基光电加工上游核心标的。
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