半导体先进封装技术战况升级:台积电CoPoS领跑、英特尔EMIB-T突破、三星SAINT创新,AI与HBM驱动行业变革

2025-09-28 12:01:50 3907次浏览

  

在半导体行业持续发展的浪潮中,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、体积微型化和成本降低等优势,完美契合了高端芯片向更小尺寸、更高性能、更低功耗发展的需求,成为延续乃至超越摩尔定律的关键路径。

 近年来,除广受关注的CoWoS技术外,CoPoS、EMIB-T等新型先进封装技术相继问世,各大晶圆厂商纷纷加快步伐,在先进封装领域展开新一轮技术布局与竞争。

01

台积电:创新封装理念引领行业变革

作为半导体制造领域的龙头企业,台积电在先进封装技术方面持续保持领先地位。其最新推出的CoPoS(Chip-on-Package-on-Substrate)技术以"化圆为方"的创新理念,彻底改变了传统封装模式。该技术将芯片直接排列在大型方形面板基板上进行封装,相比传统圆形晶圆封装具有显著优势,堪称对现有CoWoS-L/R技术的重大革新。

从技术细节来看,CoPoS技术采用310x310毫米方形设计,大幅提升了基板利用率。据测算,这一改进可降低15%-20%的制造成本。在产能布局方面,台积电计划在嘉义AP7厂区建设CoPoS量产工厂,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厂专攻CoPoS量产,P2/P3厂支持SoIC技术,P1厂则为苹果WMCM模组保留专属产能。相比专注于CoWoS的南科AP8厂区,AP7厂区凭借更大空间和完善的制程配套,将成为台积电整合SoIC、CoPoS等前沿封装技术的核心基地。

此外,台积电已启动为2026年苹果A20系列SoC准备的WMCM(晶圆级多芯片封装)新工艺试生产工作。该技术可在晶圆级实现多芯片集成封装,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。

02

英特尔:EMIB-T技术的突破性升级

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)技术已成功量产,突破了光罩尺寸限制,实现多芯片间高速互联。该技术通过在特定区域嵌入硅片形成高密度互连桥,其他区域则通过基板互连,使EMIB互连与常规互连可在同一封装内共存。

英特尔最新推出的EMIB-T技术进一步引入硅通孔(TSV)技术,优化了芯片间的电源传输和数据通信。相比传统EMIB,该技术采用封装底部TSV直接供电,有效降低电阻,更好地支持HBM4/e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,数据传输速度超过32Gb/s。为减少信号干扰,英特尔还在桥接器中加入高功率MIM电容器,确保信号传输稳定性。

在2025年IEEE电子器件技术大会上,英特尔展示了其封装技术的最新进展。除EMIB-T外,公司正研发高精度大光罩热压键合(TCB)工艺以提高封装良率。针对日益严峻的散热挑战,英特尔正在开发分解式散热器技术和新型热界面材料,以提升整体散热效率。

03

联电:加速布局W2W 3D IC封装

联电在先进封装领域也展现出强劲发展势头。近期有消息称,联电正考虑收购南科瀚宇彩晶厂房以推动其先进封装技术发展。虽然公司未直接回应市场传闻,但高层明确表示将持续扩大中国台湾地区产能,重点投入先进封装领域。

目前,联电已在新加坡建立2.5D封装产能,并掌握晶圆对晶圆键合技术,该技术在3D IC制造中至关重要。南科Fab 12A厂自2002年量产以来,已导入14nm制程,专注于高端定制化制造。未来联电将结合现有技术优势,在中国台湾推进更完整的先进封装解决方案。

联电共同总经理刘启东表示,公司正从传统晶圆代工向高附加值领域拓展。目前新加坡基地已具备2.5D封装和晶圆键合能力,中国台湾产线也已掌握相关技术。去年联电3DIC解决方案已获客户采用,首个应用为射频前端模组。公司不仅在RFSOI特殊制程领域有望扩大市场份额,还将持续开拓内嵌式高压制程客户。

04

三星:SAINT技术开创3D封装新格局

三星推出的SAINT(三星先进互连技术)包含三种3D堆叠方案: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,不同于传统的2.5D水平连接方式,这一设计消除了对硅中介层的需求。

在韩国本土,三星正积极扩建封装设施。公司与忠清南道天安市签约,计划建设占地28万平方米的HBM封装工厂,预计2027年完工。同时,三星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。

05

AI与HBM驱动封装技术创新

当前各大厂商的先进封装方案多聚焦于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。HBM能提供极高的数据传输速率和带宽,满足AI芯片处理海量数据的需求。先进封装技术通过高效集成HBM与处理器芯片,可显著提升系统整体性能和能效比。

从市场趋势看,AI应用的蓬勃发展对计算能力和内存带宽提出了前所未有的要求。各大厂商纷纷围绕HBM内存堆叠布局先进封装方案,以满足AI市场需求,抢占半导体产业制高点。

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