TGV技術：射頻與光電領域的潛力新星——專訪中國建筑材料科學研究總院有限公司重點實驗室主任蔡華

2025年7月30日，由中國粉體網主辦的“2025玻璃基板與TGV技術大會”在江蘇無錫成功舉辦！大會期間，中國粉體網邀請到多位業內專家學者做客“對話”欄目，就玻璃基板與TGV技術的研究進展及產業現狀進行了訪談交流。本期，我們邀請到的是中國建筑材料科學研究總院有限公司重點實驗室主任蔡華。

中國粉體網：蔡主任，請問玻璃通孔（TGV）技術相比于硅通孔（TSV）技術有哪些顯著優勢？

蔡主任：TGV技術相比于TSV技術主要有兩方面的顯著優勢。

一是工序簡化與成本優勢：玻璃本身是絕緣材料，而硅是半導電材料，TSV技術需額外設置絕緣層實現電氣隔離，TGV無需這一步驟，能簡化工藝流程，降低生產成本，且玻璃原料來源廣、加工相對簡便，硅材料提純及晶圓制造工藝相對復雜，TGV在基礎材料成本與加工成本上，均有替代硅通孔的潛力。

二是性能適配性強：玻璃熱膨脹系數（CTE）可通過成分設計，與硅基芯片等更匹配，TGV封裝組件受熱時熱應力小，可靠性高；玻璃介電常數低且穩定，高頻高速信號傳輸時損耗和延遲小，適配5G/6G、高頻高速芯片封裝場景。

中國粉體網：蔡主任，請問TGV技術在射頻器件、光電系統集成等領域前景如何？

蔡主任：TGV技術憑借其顯著的優勢與特性，展現出了不俗的應用價值。作為相對新興的技術領域，TGV技術的研究歷程較TSV技術更短，技術成熟度仍有較大的提升空間。即便如此，TGV技術在射頻器件、光電系統集成等領域中依然蘊含著極為廣闊的應用潛力與發展前景。

中國粉體網：蔡主任，請問基于先進實心玻纖基陣列成孔技術的全新高密度玻璃通孔，其成孔精度密度以及生產效率較傳統TGV制備工藝有何優勢？

蔡主任：目前通用的TGV技術主要采用激光誘導刻蝕的方法制作通孔，我們采用的實心玻纖技術，與之相比有3大優點和特點。

第一：由于采用了實心玻纖技術，它能夠比較垂直地直上直下地通孔，在垂直度方面，能做到小于等于±1度。而激光誘導通孔技術，先需要激光誘導，之后再進行差異化腐蝕，在玻璃基板的上下端面容易出現類似喇叭口的結構，這會導致它的整體垂直度欠佳。

第二：因為實心玻纖可以經過多次拉纖處理，所以基于該技術制備的玻璃通孔尺寸可以做得很小，目前能做到2.5微米到3微米，而且，玻纖通孔間距也能做的很小，開孔面積比至少能達到60%以上，甚至可以做到70%，和常規的激光刻蝕方法相比，這種技術能實現極高的布孔密度。

第三：在實際制作射頻器件時，信號的傳輸還和通孔內壁的表面粗糙度有關，實心玻纖技術能讓通孔內壁的表面粗糙度優于1納米（接近0.7納米）。其他方法制作的通孔內壁表面粗糙度，國際最高水平在10納米左右，如果控制得不當，可能會達到100納米左右。所以，我們目前采用的實心玻纖通孔方法，能讓通孔內壁的表面粗糙度比現有的方法至少降低1到2個數量級，這會使信號傳輸質量得到大幅度提升。

中國粉體網：蔡主任，TGV技術被英特爾稱為“新的游戲規則改變者”，您認為目前距離大規模商業化應用還有哪些關鍵技術障礙需要攻克？

蔡主任：實際上，無論是玻璃材料本身、通孔技術，還是覆銅技術，針對不同領域的應用，目前都處于百家爭鳴的狀態，并且一直在不斷迭代和發展，在這三個方面，都還有進一步提升的空間。

對于AI算力芯片先進封裝領域來說，它們更需要低介電常數、超低介電損耗的玻璃材料；而在小型化的吉赫茲級射頻材料應用領域，具備超低介電損耗特性，且相對更高介電常數的材料則更受青睞，可見，材料需要根據不同的應用場景進行分類優化，進一步改進和提升性能。

中國粉體網：蔡主任，您現在的主要的研究方向有哪些，能否分享一下？

蔡主任：目前我主要研究的是玻璃基功能材料，像玻璃基特種光電材料，還有玻璃基通孔技術，另外還有一些信號倍增材料相關的研究。

中國粉體網：好的，感謝蔡主任接受我們的采訪。

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