fr.wedoany.com Rapport : Les entreprises chinoises accélèrent la validation en phase pilote et le déploiement en production de masse des substrats en verre TGV (Through Glass Via), considérés comme un matériau clé pour le packaging avancé de nouvelle génération. Cette filière entre dans une fenêtre d’opportunité cruciale pour son industrialisation.
Avec l’évolution des modèles de grande envergure vers des paramètres de l’ordre du billion, la surface des puces IA ne cesse de s’agrandir et leur dégagement de chaleur augmente, ce qui rend les matériaux d’encapsulation traditionnels à base de substrats en silicium sujets à la déformation. Les substrats en verre TGV, grâce à leurs faibles pertes, leur résistance au gauchissement, leur compatibilité avec la production en grands formats et leur coût bien inférieur à celui des substrats en silicium, constituent un choix idéal pour le packaging avancé. L’industrie considère généralement 2026 comme la fenêtre d’opportunité clé pour l’industrialisation des substrats en verre.
Un substrat en silicium ressemble à une ville plane : plus les transistors sont denses, plus les signaux sont sujets aux embouteillages et plus la chaleur dégagée est importante. En revanche, un substrat en verre TGV évoque la construction de gratte-ciel dans cette ville : en perçant des millions de trous micrométriques dans le verre et en les remplissant de métal, on permet une interconnexion verticale entre les couches supérieure et inférieure de la puce, réduisant considérablement la distance de transmission des signaux et augmentant la densité d’interconnexion. Cependant, le verre lui-même est fragile et dur, avec des exigences très strictes en matière de formulation, de pureté et de stabilité thermique ; tout défaut mineur est amplifié lors des étapes ultérieures du processus.
Un responsable d’une entreprise de substrats en verre pour écrans à Xianyang, dans la province du Shaanxi, a indiqué qu’il est nécessaire de construire un système de développement technologique intégré et synergique combinant matériaux, procédés et équipements, en se concentrant sur la manière de fabriquer de bons produits. Le développement des équipements se concentre principalement sur les équipements thermiques clés tels que les briques de débordement et les canaux en platine. Certains procédés clés, comme la gravure profonde induite par laser et la métallisation des trous, présentent déjà des performances supérieures à certains échantillons de référence importés, et les premières validations de procédé devraient être achevées dans l’année.
L’évolution de la demande en aval pousse les entreprises de substrats en verre en amont à accélérer la recherche et le développement en phase pilote. Pour transformer un « échantillon » en « produit », il faut encore franchir le seuil de la fabrication industrielle. Actuellement, les entreprises chinoises s’appuient sur leur expérience accumulée dans le domaine du verre pour écrans pour accélérer le transfert des technologies de base et déployer de nouvelles lignes de production.
Une ligne de production de substrats en verre pour écrans d’information de haute génération à Bengbu, dans la province de l’Anhui, produit des substrats en verre pour écrans dont les procédés de base sont hautement similaires à ceux des substrats en verre pour le packaging des puces IA, avec des exigences très élevées en matière de planéité de surface, de stabilité thermique et de taux de défauts. Le responsable de la ligne de production a déclaré que les technologies de base accumulées sur cette ligne jettent les bases de la localisation future des substrats en verre pour le packaging des semi-conducteurs.
Grâce à cette « homologie » des procédés de base, les entreprises chinoises transfèrent leur expérience éprouvée dans le domaine du verre pour écrans vers le domaine du packaging avancé des semi-conducteurs et commencent à déployer de nouvelles lignes de production dédiées aux substrats en verre TGV, afin de garantir l’autonomie et le contrôle des matériaux d’encapsulation haut de gamme.
La mise en pratique des substrats en verre TGV nécessite des étapes de post-traitement complexes, dont le perçage à haute densité de trous micrométriques constitue un défi clé. Percer avec précision des millions de trous traversants dans une épaisseur de verre d’environ 0,8 mm exige que chaque trou soit traversant et que les parois soient lisses, sans microfissures. Une entreprise de traitement de précision des matériaux fragiles à Changsha, dans la province du Hunan, utilise le dernier procédé de gravure induite par laser et a déjà atteint un taux de non-perçage de 0 ppm pour des millions de trous.
La filière des substrats en verre TGV passe de la validation technique à la production en petits lots. Les préparatifs des lignes de production de plusieurs grandes entreprises chinoises sont déjà en cours. Jiang Nan, président de la région Chine de Lens Technology, a expliqué que les produits actuels de substrats en verre TGV sont en cours de validation par échantillonnage auprès de clients nationaux et internationaux, et que plusieurs séries de tests ont été réalisées sur le procédé de gravure induite par laser, avec des paramètres optimaux déjà déterminés. L’entreprise prévoit de construire une usine dédiée de 30 000 mètres carrés pour les substrats en verre, ainsi que des lignes de production associées. Le projet devrait être mis en service d’ici la fin de l’année, en préparation d’une production à grande échelle.
Selon les prévisions d’un institut d’études de marché international, le marché mondial du packaging avancé devrait approcher les 80 milliards de dollars d’ici 2030. Peng Shou, académicien de l’Académie chinoise d’ingénierie, a déclaré qu’avec l’explosion de la demande en puissance de calcul pour l’IA, les matériaux d’encapsulation traditionnels approchent de leurs limites physiques. Les substrats en verre TGV, en tant que base clé du packaging avancé de nouvelle génération, deviennent une nouvelle variable qui redessine la structure mondiale de l’industrie des semi-conducteurs.
Peng Shou a souligné qu’actuellement, l’industrie mondiale des substrats en verre pour le packaging avancé des semi-conducteurs présente une situation où « l’Europe et les États-Unis ont démarré tôt, l’Asie-Pacifique accélère pour rattraper son retard, et la configuration se restructure rapidement ». La Chine a déjà formé quatre grands clusters industriels de substrats en verre à Hefei, Bengbu, Xianyang et Chengdu. En s’appuyant sur l’expérience accumulée dans le domaine du verre pour écrans, les substrats en verre TGV nationaux accélèrent la percée des barrières technologiques étrangères. Cependant, pour passer d’un échantillon de laboratoire à un produit de ligne de production, une collaboration intersectorielle entre les industries des matériaux, de l’usinage mécanique et du test et conditionnement des semi-conducteurs est nécessaire. Peng Shou prédit que, de la dissipation thermique pour les grands modèles IA à la transmission haute fréquence pour la 6G, en passant par l’économie de basse altitude et les nouvelles énergies, les substrats en verre TGV pourraient former une nouvelle filière de mille milliards de yuans d’ici la fin du « Quinzième Plan quinquennal ».
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