半导体先进封装技术竞争白热化:台积电CoPoS领跑,英特尔EMIB-T与三星SAINT加速布局AI与HBM新赛道

2025-09-29 09:28:42 4830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升级的情况下,仍能实现芯片高密度集成、体积微型化和成本优化的独特优势,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,成为延续甚至超越摩尔定律的重要突破口。

近年来,除备受关注的CoWoS技术外,CoPoS、EMIB-T等新兴先进封装技术相继涌现,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竞赛。

台积电:创新封装引领行业变革

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CoPo  S(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,实现了对现有CoWoS-L/R技术的矩形化革新。

技术层面来看,CoPoS采用310x310毫米方形设计,显著提升了单位面积利用率。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厂专用于CoPoS量 产,P2/P3厂优先支持SoIC技术,P1厂则为苹  果WMCM模组预留专属产能。相比传统封装基地南科AP8,AP7厂区凭借更大空间和更完善的配套,将成为台积电整合SoIC、CoPoS等前沿技术的核心基地。

此外,台积电已启动为2026年苹果A20系列SoC准备的WMCM新工艺试产工作。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-T技术再升级

英特尔在先进封装领域同样取得重要突破。其EMIB(嵌入式多芯片互联桥)技术已成功量产,通过突破光罩尺寸限制实现多芯片高速互联。该技术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技术通过引入硅通孔(TSV)技术,优化了芯片间的电源传输和数据通信。相比传统EMIB,它采用封装底部TSV直接供电,有效降低电阻,更好支持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,传输速度超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,确保信号稳定传输。

在2025 IEEE电子器件技术大会上,英特尔展示了封装技术新进展。除EMIB-T外,公司还计划通过热压键合(TCB)工艺提升封装良率和可靠性。针对日益严峻的散热挑战,英特尔正在研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。

联电:发力3D IC先进封装

联电在先进封装领域也展现出强劲发展势头。据悉,公司正考虑收购南科瀚宇彩晶厂房以推动封装技术发展。目前联电已在新加坡建立2.5D封装产能,并掌握关键的晶圆对晶圆键合技术。

联电高层表示,未来将不再局限于传统晶圆代工,将重点发展先进封装等高附加值领域。公司已具备3D IC制造能力,其3DIC解决方案首个应用为射频前端模组。去年12月有消息称,联电获得高通HPC产品先进封装大单,将应用于AI PC、车用及AI服务器市场,打破了少数厂商垄断格局。

三星:SAINT技术构建3D封装新体系

三星推出的SAINT(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,无需硅中介层,但需制造新型HBM基片。

在韩国本土,三星计划在天安建设占地28万平方米的HBM封装工厂,预计2027年完工。同时,公司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驱动封装技术进步

当前各大厂商的先进封装方案多聚焦HBM内存堆叠。随着AI技术快速发展,对HBM的需求激增。HBM提供的高传输速率和带宽,完美满足AI芯片处理海量数据的需求。值得注意的是,HBM4的封装方式正从传统2.5D水平堆叠转向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。AI应用的蓬勃发展对计算能力和内存带宽提出更高要求,促使各大厂商围绕HBM堆叠布局先进封装方案,以抢占AI时代半导体市场先机。

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