半导体行业正从单纯追求缩小晶体管，转向通过连接专门化的“芯粒”（chiplets）来提升系统性能。这一转变凸显了封装技术的重要性。传统的有机和硅基板在尺寸、成本和稳定性方面存在局限，而玻璃基板因其优异的尺寸稳定性、可扩展性以及直接集成光子网络的能力，成为下一代计算架构的有力竞争者。该技术不仅能满足人工智能（AI）数据中心对高带宽、低能耗互联的需求，也与量子计算所需的超低损耗光子组件不谋而合，为欧洲在先进封装领域提供了战略机遇。
从缩小晶体管到连接芯粒
过去几十年来，计算机性能的提升主要依赖于遵循摩尔定律，即不断缩小晶体管的尺寸。然而，这一路径已接近物理极限，性能翻倍的速度显著放缓。
行业共识认为，未来的计算进步将更多地来自系统层面的创新，包括更优的架构、芯片布局和连接性。衡量计算能力的标准也正从晶体管密度转向每焦耳能量所能完成的浮点运算次数（FLOPS per joule）。
为了延续性能的指数级增长，行业正在将大型、单一的芯片分解为多个更小、更专业的“芯粒”：
- 专业化分工：并非芯片的每个部分都需要最前沿的制造工艺。AI加速器等核心计算单元可以使用昂贵的先进节点，而其他功能则可使用更成熟、更便宜的工艺，从而优化成本和良率。
- 灵活性：就像用乐高积木代替一体成型的模型，芯粒架构可以根据具体需求灵活组合不同的功能模块。
这种方法将核心挑战从晶体管制造转移到了封装上：如何将所有这些不同的芯粒高效地“粘合”并连接在一个足够大的基板上。
封装难题：现有方案的局限
将多个芯粒集成在一起，需要一个稳定且能提供高质量互联的基板。目前的标准方案面临着各自的挑战。
有机基板
目前广泛使用的有机基板薄膜，其技术源自日本味之素公司（以生产味精闻名）。
他们在生产大量味精时，试图弄清楚如何利用制造过程中的副产品。现在半导体行业广泛使用的这种有机薄膜就来自这家日本公司。
- 主要问题：尺寸稳定性差。在制造过程中，基板反复加热和冷却会导致其翘曲和变形，这使得在多层布线中精确对齐连接线路变得非常困难。
硅中介层 (Silicon Interposers)
作为有机基板的替代方案，硅本身也存在问题：
- 成本高昂：制造大型硅中介层的成本非常高。
- 尺寸受限：难以制造非常大的硅基板，而芯粒架构的目标是实现面板级别的大规模集成。
玻璃基板：解决方案
玻璃作为封装基板，可以同时解决上述问题。像英特尔等公司已经在研究尺寸接近一米见方的玻璃面板，这预示着行业正在从微型化向大规模集成转变。
玻璃基板的核心优势在于：
- 卓越的尺寸稳定性：玻璃在温差变化下不会翘曲，确保了高精度的线路对齐。
- 可扩展性：玻璃是一种廉价材料，可以轻松扩展到面板级别，为集成更多芯粒提供充足空间。
- 集成光子网络：这是玻璃最独特的优势，可以直接在基板内部构建光波导。
光子学：下一代连接技术
当大量芯粒被封装在一起时，它们之间的信息传输成为新的瓶颈。传统的铜线连接在能耗和带宽方面正达到极限。
过去20年，计算密度（FLOP density）增长了60,000倍，但芯片级的互联带宽仅增长了30倍。我们拥有了更强的计算能力，却缺乏在芯片上传输信息的能力。
光子学（Photonics）正在从长距离通信（如光纤网络）向芯片级应用渗透。其核心驱动力是能源成本和带宽需求。虽然激光器的功耗和可靠性曾是障碍，但像Nvidia和Broadcom等公司已开始推出“共封装光学”芯粒，专门负责电信号和光信号的转换。
Ephos 的独特之处：将网络集成到玻璃中
Ephos 的核心理念是利用封装芯粒的玻璃基板本身，直接构建一个用于芯片间通信的光子网络。
- 高性能波导：通过飞秒激光直写技术，Ephos 可以在玻璃内部制造出固态、超低损耗的光波导。其制造过程在基板内部进行，对环境洁净度的要求远低于传统光刻工艺。
- 简化架构：如果使用硅光子技术进行连接，就需要额外封装一个专门负责网络的硅光子芯粒。这增加了复杂性、成本和潜在的故障点。将光网络直接集成到玻璃基板中，则消除了这额外的一层。
- 无缝连接：玻璃基板与外部光纤的连接几乎没有能量损失，这对于构建高效系统至关重要。
量子与经典的融合
数据中心和量子计算这两个看似遥远的领域，对光子组件的需求正在趋同。
当你听到“量子”这个词时，你必须想到：你需要极其精细、极其精确。你绝不希望失去任何东西。因此，量子光子学希望所有组件都尽可能无损。
- 共同需求：无论是AI数据中心还是量子系统，都需要超低损耗的光学组件。光信号的损失意味着能量和信息的损失。
- 模块化架构：顶尖的光子量子计算公司都在采用高度模块化的架构，通过光纤连接相对简单的集成光子电路。这与芯粒架构的理念不谋而合。
因此，为其中一个市场开发的技术，很可能也适用于另一个市场，形成了意想不到的协同效应。
风险与竞争格局
尽管前景广阔，但玻璃光子技术也面临挑战和激烈的竞争。
自身局限
- 弯曲半径：Ephos 技术制造的波导弯曲半径较大，无法像光纤那样急剧弯曲。这意味着无法制造非常紧凑的光学元器件（如环形谐振器），电路会变得更长。然而，在面板级的大尺寸基板上，空间限制并不是主要问题。
竞争平台
其他材料平台也在争夺集成光子学市场的主导地位，它们大多采用源自半导体制造的光刻工艺。
- 磷化铟 (InP)：由SMART Photonics主导，是唯一能原生集成激光器等有源器件的材料。
- 氮化硅 (SiN)：由LIGENTEC主导，提供超低损耗和紧凑设计，并与大型代工厂合作，产能巨大。
- 薄膜铌酸锂 (TFLN)：由Lightium主导，拥有卓越的高速调制性能，被视为硅光子在数据通信领域的接替者。
这些技术并非完全相互竞争。可以把它们想象成一辆汽车的各个部分：你不需要在发动机、变速箱和轮子之间做选择，你需要全部。一个完整的光子系统可能会结合多种材料的优势。
Ephos 的战略定位
Ephos 的独特之处在于其制造哲学和目标市场。它采用激光直写技术，在可扩展性和成本结构上与光刻不同，并能实现传统工艺难以做到的三维电路结构。
其战略核心是押注于接口性能。对于需要通过光纤连接多个芯片的模块化架构（如量子计算和未来的芯粒系统），玻璃提供的超低接口损耗是关键优势。
当前的战略张力在于：是立即为规模尚小但需求明确的量子市场建厂，还是等待规模巨大但时间不定的芯粒互联市场成熟？这正是风险投资和欧洲产业战略需要权衡的机遇。