AIチップの土台は、樹脂からガラスに変わろうとしている

「微細化が限界でも、チップはまだ速くなる（OSAT・先端パッケージ）」で見たとおり、性能を伸ばす主戦場は「組み立て方」へ移りました。その組み立ての一番下、チップを載せる「土台」の素材が、いま静かに入れ替わろうとしています。

ガラス基板とは何か

ガラス基板（ガラスコア基板）とは、半導体パッケージの土台に、従来の樹脂（有機）材料の代わりにガラスを使った基板のことです。チップを載せて配線をつなぐ「下敷き」の芯材を、樹脂からガラスに置き換えたものと考えると分かります。

ここでいうパッケージングとは、できあがったチップを保護し、外部とつなぐ配線を施して「製品」に仕上げる後工程のことです。その最下層にある基板は、複数のチップを正確な位置で支え、電気を通す土台の役割を担います。

ガラスを通して上下の配線をつなぐには、ガラスに微細な穴を開けて電極を通すTGV（ガラス貫通電極＝ガラスに開けた穴を通して電気を縦に通す技術）が使われます。この穴あけと配線の精度が、ガラス基板の性能を左右します。

なぜ有機基板では限界なのか

有機基板（樹脂を芯にした従来の基板）は、AI向けパッケージが大型化するにつれて、反り（warpage＝熱や加工で板が反る現象）という壁にぶつかりました。なぜなら、樹脂はシリコンと熱で伸び縮みする量が大きく違うため、大きなチップを載せると基板が反り、細い配線がずれてしまうからです。

具体的な数字で見ると差は明確です。有機基板の熱膨張係数（温まると伸びる度合い）は約7ppm/℃で、シリコンの約2.6ppm/℃と大きく食い違います。ガラスは3〜9ppm/℃の範囲でシリコンに近づけられ、大型パッケージでも歪みを抑えられます（TrendForce Insights）。

その結果、ガラスは有機基板に比べてパターンの歪みが約50%少なく、配線密度を最大10倍に高められるとIntelは説明しています。表面が極めて平らなため、2μm未満（髪の毛の50分の1以下）の微細配線も形成できます（Intel Newsroom）。

ガラス基板はAIチップになぜ必要なのか

AI向けの巨大なチップは、1枚の大きなチップではなく、小さなチップレット（機能ごとに分けた小チップ）とHBM（積層した高速メモリ）を一つの土台に並べて作られます。代表例が「AIの性能を決めるメモリとCoWoS」で解説したCoWoSです。

この土台が大きく平らであるほど、より多くのチップを高密度で載せられます。しかも角型のガラスパネルは面積利用率が75%超と、丸いウエハ（大型化で約50%へ低下）より効率的で、大面積化に向きます。データセンターのAIアクセラレータが巨大化するほど、平坦で大きな土台の価値が上がります。

Intelはガラス基板を、2030年までに「1パッケージあたり1兆トランジスタ」を実現するための鍵と位置づけています。「AIを動かすAI半導体」の性能を、土台の素材が下から押し上げる構図です（Intel Newsroom）。

誰がガラス基板の量産を競っているのか

先頭を走るのがIntelです。10年の研究を経て2023年9月にガラス基板技術を公表し、2020年代後半の量産を掲げました。2026年1月にはEMIB（チップ間を高速につなぐIntelの技術）とガラスコアを組み合わせ、微小クラック（ひび）のないサンプルを公表し、量産へ前進しました（TrendForce）。

素材から量産まで一気に攻めるのが、韓国SKCの子会社Absolicsです。米ジョージア州コビントンに工場を建設し、米CHIPS・科学法から2024年に7,500万ドル、続いて1億ドル、計1.75億ドルの補助の枠組みを得ました。半導体供給網の新素材を作る商用施設としては、CHIPSの初の投資案件です（U.S. NIST / Department of Commerce）。

さらにサムスンも部品子会社のSEMCO経由で2027年の量産を目指し、TSMCやRapidusもガラス基板や、チップ間を細かい配線で中継するガラス製の板（ガラスインターポーザ）の開発を進めます。一方、素材面では日本のAGC・日本電気硝子、米Corning、独Schottが低膨張ガラスを供給し、上位5社で世界シェア約9割を占めます。日本の素材メーカーが供給網の要にいる点は見逃せません（TrendForce Insights）。

ガラス基板の課題と投資の見方

最大の課題は、ガラスが本質的に割れやすいことです。TGVの穴あけや搬送の工程で微小なクラックが入ると不良になり、歩留まり（良品の割合）が落ちます。Intelが「微小クラックなし」のサンプルをわざわざ強調したのは、この割れこそが量産の最大の難所だからです。

もう一つはコストと量産技術の確立です。本格量産はIntelで2026〜2030年、Absolicsで2026年、サムスンで2027年とされ、各社まだ立ち上げ段階にあります。新しい製造ラインと装置への投資が先行するため、初期は単価が高くなります（SK Inc.）。

投資の観点では、ガラス基板は「AIパッケージの大型化が続く限り伸びる」数少ない領域です。市場予測では半導体パッケージ向けガラス基板は2025年の約18億ドルから2034年に約56億ドル（年率約13.5%）へ拡大するとされます。注目点は、誰が割れを抑えて量産歩留まりを先に確立するか、そして素材を握る日本・米国メーカーの供給網です。なお本記事は投資助言ではありません（Dataintelo）。

この記事のまとめ

• AI向けの巨大なパッケージで、樹脂製の有機基板は反り・微細配線・大型化の限界に達した。
• ガラスコア基板は平坦性・寸法安定性に優れ、パターン歪みが約50%少なく配線密度を最大10倍にできる。
• Intelは2030年までに1パッケージ1兆トランジスタを掲げ、2020年代後半の量産を目指す。
• SKC子会社Absolicsは米ジョージア工場にCHIPS法から計1.75億ドルの補助を得て先行する。
• AGC・Corning・日本電気硝子・Schottが素材を供給。課題は割れとコストで、量産歩留まりが投資の焦点。