Dữ liệu ngành và các dự báo có căn cứ đã vẽ nên một bức tranh đầy hứa hẹn cho thị trường tấm bán dẫn thủy tinh. Theo The Insight Partners, quy mô thị trường tấm thủy tinh toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 23 triệu USD vào năm 2026 lên 4,2 tỷ USD vào năm 2034, thể hiện một quỹ đạo tăng trưởng dài hạn đáng chú ý. Prismark ước tính rằng ngành công nghiệp chất nền bao bì vi mạch toàn cầu sẽ đạt 21,4 tỷ USD vào năm 2026 và với sự thay thế nhanh chóng các chất nền hữu cơ truyền thống bằng tấm thủy tinh, tỷ lệ thâm nhập của tấm thủy tinh dự kiến sẽ đạt 30% trong vòng ba năm và vượt 50% trong vòng 5 năm.
Động lực cốt lõi đằng sau sự tăng trưởng bùng nổ này nằm ở những lợi thế không thể thay thế của tấm thủy tinh trong các tình huống đóng gói tiên tiến. So với các chất nền hữu cơ truyền thống như FR-4 và chất chuyển tiếp silicon, tấm thủy tinh có hiệu suất vượt trội: hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của chúng có thể được điều chỉnh chính xác đến 3–5 ppm/°C, rất phù hợp với silicon (2,6 ppm/°C), giúp giảm 70% cong vênh trong chu kỳ nhiệt và cải thiện đáng kể độ tin cậy của bao bì. Về hiệu suất điện, tấm kính có độ thất thoát điện môi cực thấp, với mức suy hao truyền tín hiệu thấp tới 0,3 dB/mm ở tần số 10 GHz, thấp hơn hơn 50% so với chất nền hữu cơ, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc truyền tín hiệu tốc độ cao, tần số cao trong chip AI và chip truyền thông 5G/6G.
Một xu hướng quan trọng khác đang định hình thị trường tấm wafer thủy tinh là sự đa dạng hóa các kịch bản ứng dụng. Ngoài bao bì bán dẫn truyền thống, tấm kính ngày càng được áp dụng trong các lĩnh vực tiên tiến như quang học đồng đóng gói (CPO), một công nghệ quan trọng để giải quyết "bức tường năng lượng" và "bức tường băng thông" trong trung tâm dữ liệu. Độ trong suốt quang phổ rộng và khả năng tương thích kỹ thuật của chúng cho phép tích hợp hệ thống dây điện tử và quang tử, đơn giản hóa quá trình căn chỉnh của các thiết bị quang điện tử và giảm chi phí tổng thể của các giải pháp CPO. Ngoài ra, với khoảng cách cung cấp HBM nghiêm trọng (hiện là 50% -60%), tấm thủy tinh, vật liệu thiết yếu cho bao bì HBM, đang nhận thấy nhu cầu tăng vọt từ các nhà sản xuất chip nhớ, điều này càng thúc đẩy tăng trưởng thị trường.
Các gã khổng lồ bán dẫn toàn cầu đang tích cực cạnh tranh để nắm bắt cơ hội thị trường, đẩy nhanh quá trình thương mại hóa công nghệ tấm bán dẫn thủy tinh. Intel, công ty tiên phong trong lĩnh vực này, đã đầu tư hơn 1 tỷ USD vào R&D và các cơ sở sản xuất ở Arizona, Hoa Kỳ, đồng thời có kế hoạch bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2030. Samsung Electro-Mechanics đã nâng cao lộ trình chất nền thủy tinh của mình, với việc sản xuất thử nghiệm được triển khai vào quý 4 năm 2024 và sản xuất hàng loạt chính thức dự kiến từ năm 2026 đến năm 2027. Trong khi đó, gã khổng lồ về kính đặc biệt SCHOTT AG đã thành lập một bộ phận chuyên trách về các giải pháp kính đóng gói tiên tiến bán dẫn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của ngành. Trong nước, các nhà sản xuất chip nhớ Trung Quốc triển khai công nghệ HBM, như JCET và Tianshui Huatian, cũng đang trở thành khách hàng tiềm năng quan trọng, thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường tấm kính trong nước.
Bất chấp triển vọng tươi sáng, thị trường tấm wafer thủy tinh vẫn phải đối mặt với một số thách thức trên con đường thương mại hóa quy mô lớn. Tính dễ vỡ của thủy tinh và khó khăn trong quá trình xử lý cũng như yêu cầu đầu tư ban đầu và cải thiện năng suất cao là những trở ngại chính đối với các doanh nghiệp trong ngành. Tuy nhiên, những người trong ngành tin rằng với những đột phá công nghệ liên tục và nỗ lực hợp tác xuyên suốt chuỗi công nghiệp, những thách thức này sẽ dần được khắc phục. Như Christian Leirer, người đứng đầu các giải pháp kính đóng gói tiên tiến bán dẫn tại SCHOTT AG, đã lưu ý, những ưu điểm của kính sẽ lớn hơn những nhược điểm của nó khi công nghệ sản xuất hoàn thiện và sự hợp tác với khách hàng ngày càng sâu sắc.
Các nhà phân tích trong ngành dự đoán rằng năm 2026 sẽ là một năm quan trọng để các tấm thủy tinh được đưa vào vận chuyển thương mại với lô hàng nhỏ, đánh dấu sự khởi đầu của ứng dụng quy mô lớn của chúng. Đến năm 2030, tấm kính dự kiến sẽ dần thay thế chất nền hữu cơ trên thị trường HPC cao cấp và trở thành cấu hình tiêu chuẩn cho việc tích hợp hàng nghìn tỷ bóng bán dẫn. Với động lực kép giữa đổi mới công nghệ và nhu cầu thị trường, ngành công nghiệp tấm kính bán dẫn sẵn sàng mở ra một kỷ nguyên phát triển mới, định hình lại tương lai của ngành đóng gói tiên tiến bán dẫn toàn cầu.
Linh kiện quang học, Lăng kính, ZBK
ALIGHT-PHOTONICS