半导体先进封装技术竞争白热化:台积电CoPoS领衔革新,英特尔EMIB-T与三星SAINT加速AI芯片布局

2025-09-28 10:27:26 1572次浏览

  

半导体行业正处于快速变革时期,先进封装技术已成为各大晶圆厂商竞相布局的战略高地。随着摩尔定律逐渐接近物理极限,传统芯片制程微缩面临严峻挑战。在 此背景下,先进封装技术凭借其在不依赖制程工艺提升的情况下,仍能实现芯片高密度集成、微型化和成本优化的优势,成为推动芯片向更小尺寸、更高性能、更低功耗发展的关键路径,为延续和超越摩尔定律提供了新的可能。

当前行业竞争态势激烈,除已广受关注的CoWoS技术外,CoPoS、EMIB-T等新型先进封装技术相继涌现。各大晶圆厂商正加速推进技术研发和产能布局,在先进封装领域展开新一轮角逐。

台积电:创新封装技术引领行业变革

作为半导体制造领域的领导者, 台积电在先进封装技术方面持续保持领先优势。其最新推出的CoPoS(Chip-on-Package-on-Substrate)技术采用"化圆为方"的创新理念,突破了传统圆形晶圆的封装  限制。该技术将芯片直接排列在大型方形面板基板上进行封装,相比现有的CoWoS-L或CoWoS-R技术实现了重大革新。

技术层面,CoPoS采用310x310毫米方形设计,显著提升了基板利用率。据测算,这一改进可降低15%-20%的制造成本。在产能规划方面,台积电将在嘉义AP7厂区建设CoPoS量产线,预计2028年底至2029年实现量产。该园区将分阶段建设8条产线,其中P4厂专用于CoPoS量产,P2/P3厂支持SoIC技术,P1厂则为苹果WMCM模组保留产能。相比专注于CoWoS的南科AP8厂区,AP7凭借更大的空间和完善的配套,将成为台积电整合SoIC、CoPoS等前沿技术的核心基地。

此外,台积电已启动针对2026年苹果A20系列SoC的WMCM新工艺试产准备。这项晶圆级多芯片封装技术能在保持高集成度的同时,显著缩小封装体积并提升信号传输效率。

英特尔:EMIB技术持续升级

英特尔在先进封装领域同样取得显著成果。其EMIB(嵌入式多芯片互联桥)技术已实现量产,突破了光罩尺寸限制,实现了多芯片间的高速互联。该技术通过将硅片嵌入基板形成高密度互连桥,同时允许EMIB互连与常规互存在同一封装内。

最新推出的EMIB-T技术在原有基础上引入硅通孔(TSV)技术,优化了电源传输和数据通信。相比传统EMIB,它采用封装底部TSV直接供电,有效降低电阻,更好地支持HBM4等高性能内存。同 时,TSV技术大幅提升通信带宽,兼容UCIe-A标准,传输速度超过32Gb/s。英特尔还在桥接器中加入高功率MIM电容器以减少信号干扰。

在2025年ECTC大会上,英特尔展示了封装技术新进展。除EMIB-T外,公司正研发高精度热压键合工艺以提高良率,并开发新型分解式散热器和热界面材料来解决复杂封装的散热挑战。

联电:加速布局3D IC封装

联电正积极拓展先进封装业务,考虑收购南科厂房以扩大产能。公司已在新加坡建立2.5D封装产线,掌握关键的晶圆对晶圆键合技术。南科Fab12A厂已导入14nm制程,未来将结合现有技术推进更完整的封装解决方案。

联电共同总经理王石表示,公司3DIC解决方案已获客户采用,首个应用为射频前端模组。除提供2.5D封装中间层外,联电还开发了WoW混合键合技术。去年12月,有消息称联电获得高通HPC产品封装订单,涉及AI PC、车用及AI服务器市场,打破了先进封装市场由少数厂商垄断的局面。

三星:构建3D封装新体系

三星推出SAINT(先进互连技术)系列,包括SAINT-S(SRAM)、SAINT-L(逻辑芯片)和SAINT-D(DRAM堆叠)。其创新之处在于将HBM芯片垂直堆叠在处理器顶部,无需硅中介层,但需开发新型基片制造工艺。

在韩国,三星计划在天安建设HBM封装厂,预计2027年完工。同时,正在日本横滨建设先进封装实验室(APL),专注于HBM、AI和5G等领域的下一代封装技术研发。

AI与HBM驱动技术发展

当前先进封装技术主要聚焦HBM内存堆叠。随着AI技术快速发展,对高带宽内存的需求激增。HBM4的封装方式正从2.5D水平连接转向3D垂直堆叠。台积电的CoWoS、CoPoS,英特尔的EMIB-T以及三星的SAINT技术都在HBM集成方面展现出独特优势,通过优化互连技术提升带宽和稳定性,满足AI芯片对性能和能效的严苛要求。

AI应用的蓬勃发展,如深度学习、大数据分析等,对计算能力和内存带宽提出更高需求。各大厂商正围绕HBM堆叠布局先进封装方案,以抢占AI时代的市场先机。

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