芯科技圈近期在學習TSMC 台積電的先進封裝異構整合方案。主要有SOIC、InFO、CoWoS、TSMC-SoW《Heterogeneous Integration Advanced 2.5D/3D Technologies》報告來自台積電（TSMC）先進整合研發負責人 Chih Hang TUNG博士，發表在2026 IEEE VLSI 研討會上。

報告針對 AI 大模型訓練、HPC 算力場景下記憶體牆、頻寬瓶頸、單晶片光罩面積上限等行業痛點，完整拆解 2.5D CoWoS 系列、3D SoIC 堆疊、COUPE 共封裝光學、下一代晶圓級 SoW、玻璃基板全套技術路線，同步配套互連密度、凸點間距、TDP 熱功耗、光互聯能效量化實測參數，完整給出從當前 GB200 到遠期 7A 算力晶片的系統整合落地方案。

一、異構整合成為摩爾定律延續核心路徑，AI 算力催生系統縮放剛需

傳統單片 SoC 受光刻機 26mm×32mm 光罩尺寸限制，電晶體擴容走到天花板；AI 模型算力 進入2010 年後每半年翻倍，算力增速、記憶體頻寬增速遠高於 PCB 板間互聯頻寬增速，Roof 模型顯示主流 GPU 長期處於頻寬受限區間。

報告給出三類整合互連密度量化對比：傳統 2D 基板凸點間距 160~90μm，互連密度 36~120 路 /mm²；2.5D CoW 中介層凸距 25~55μm，密度 0.3K~1.6K 路 /mm²；3D SoIC 堆疊凸點小於 10μm，互連密度可達 12K~49K 路 /mm²，單位元傳輸能耗低至 0.05pJ，相比板級互連功耗下降 40 倍以上。系統縮放可自由混搭邏輯、HBM、模擬、矽光芯粒，兼顧 PPAC（性能 / 功耗 / 面積 / 成本）四大指標，是當前唯一可持續算力擴容方案。

二、台積電 3DFabric 完整 2.5D 產品線分層適配不同算力需求

報告劃分 CoWoS-S、CoWoS-R、CoWoS-L 三條 2.5D 技術路線並給出尺寸上限：

CoWoS-S 採用整片矽中介，最大 3.3 倍光罩面積（約 2700mm²），支援 8 顆 HBM 同步整合，適配極致訓練晶片；

CoW-R 採用純 RDL 有機中介，柔性基底降低翹曲缺陷；

CoW-L 創新局部矽橋 LSI 架構，僅高速互聯區域嵌入矽層，封裝上限拓展至 9 倍光罩，兼顧高密度與製造成本。

配套 InFO 扇出系列，InFO-M 支援 40μm 最小 I/O 焊盤、130μm 銅凸間距，InFO-LSI 引入局部矽互連，RDL 線寬縮至 0.4/0.4μm，面向 5G 與中端推理晶片。所有 2.5D 方案均可相容 HBM1~HBM5 迭代路線，HBM5 堆疊層數提升至 20 層，TSV 凸距縮小至 10~15μm。

三、SoIC 三維堆疊突破垂直互連密度上限，劃分三類鍵合工藝

SoIC 是 3DFabric 核心 3D 堆疊底座，支援晶片對晶圓、晶圓對晶圓兩種鍵合模式，分為 SoIC-P 微凸鍵合、SoIC-X 窄間距堆疊、SoIC-X-W 晶圓混合鍵合三類方案，最小鍵合間距低於 10μm，互連長度僅 0.01mm，插入損耗遠低於 CoWoS。

傳統 MCM 基板凸點 130μm、走線長度 10~20mm；CoW 中介 30~40μm 凸距、走線 0.5~10mm；SoIC 實現微米級垂直互聯，有效降低 RC 寄生、改善電源完整性，可堆疊邏輯、DRAM、矽光多種異質裸片，適配未來 HBF 高頻寬快閃記憶體混合算力封裝。

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四、COUPE 共封裝光學 CPO 實現算力頻寬十倍能效提升

報告披露台積電 COUPE 矽光引擎依託 SoIC 堆疊，將 7nm 電子 IC 與 65nm 矽光 PIC 垂直鍵合，配套矽透鏡與底部金屬反射光柵耦合器，光耦合損耗控制極低；對比傳統板載銅線互連，CPO 光引擎頻寬不變前提下功耗降低 10 倍、延遲壓縮至原 1/20。

完整光互聯路線圖覆蓋 100G/200G/400G CWDM 多波長方案，單封裝光頻寬最高可達 160 倍傳統銅線，完美解決多 GPU 叢集晶片間傳輸瓶頸，可與 CoWoS 中介層融合封裝 XPU、HBM、光引擎整套系統。

SoW（System on Wafer）拋棄傳統小塊中介與有機基板，直接在整片晶圓完成海量芯粒整合，整合規模最高可達 43 倍常規光罩面積，算力密度提升 25 倍，是 7A 及以後超大叢集的終極整合方案，同時配套面板級玻璃基板降低長期量產成本。

這份 VLSI 台積電官方專題完整搭建 3DFabric 全端先進封裝技術體系，以 AI 算力頻寬、熱功耗、晶片面積核心需求為導向，分層量化 2.5D CoWoS、3D SoIC、COUPE CPO、SoW 晶圓級四類整合方案的互連密度、凸點間距、功耗、面積關鍵指標，同時客觀拆解熱翹曲、玻璃 TGV 量產、堆疊浮體效應等產業化瓶頸。

報告清晰給出 2026 至 2030 年 HBM、矽光、晶圓級封裝迭代路線，是 AI 晶片、先進封測、裝置材料研發人員權威技術參考。   (芯科技圈)

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