#先進封裝技術
最新,台積電先進封裝技術、產能、產業鏈戰略佈局分析
分享一份J.P. Morgan(摩根大通)的半導體分析報告,基於台積電等行業資料撰寫,報告指出半導體行業正進入以先進封裝和測試能力為關鍵瓶頸的新階段,而非僅依賴晶圓製造。台積電通過其CoWoS、SoIC和WMCM等技術成為這一趨勢的核心推動者。報告詳細分析了台積電的產能擴張計畫(如AP8工廠)、客戶需求、技術路線圖(CoPoS、SoIC),以及產業鏈生態的戰略佈局。報告主要內容台積電先進後端擴展:CoWoS產能、SoIC/WMCM技術、下一代CoPoS台積電客戶動態市場展望(2025-2027年)台灣產業鏈叢集AP8改造成本與戰略意義技術和供應鏈等分析關鍵資訊摘錄1 AP8轉換成本與戰略意義AP8是台積電史上最大後端投資之一,直接針對AI硬體擴產的瓶頸,且通過改造舊LCD廠快速實現產能落地,體現其資源整合效率。報告詳細揭示了台積電為突破封裝瓶頸的巨額投資細節,總投入約18-22億美元(含5.3億收購費),包括潔淨室改造(3-6億美元)、核心工藝裝置(7-9億美元)、測試基礎設施(2-3億美元)等。2 台積電供應鏈和客戶分析報告宏觀分析了生態系統的變革,強調台積電的兩大戰略方向:一是供應鏈方面,與OSAT(日月光、Amkor等)、基板供應商(欣興、南亞)的深度繫結,任何環節的薄弱都將延遲全球AI資料中心建設。二是客戶方面,從NVIDIA GPU壟斷轉向Broadcom TPU、AWS Trainium、微軟MAIA等ASIC多元格局,降低集中風險並加速創新,同時推動CoPoS、SoIC成為摩爾定律放緩後的新 scaling 槓桿。其他主要頁面展示(銳芯聞)
英特爾先進封裝,新突破
EMIB-T脫穎而出。英特爾在電子元件技術大會(ECTC) 上揭露了多項晶片封裝技術突破,概述了多種新型晶片封裝技術的優勢。我們採訪了英特爾院士兼基板封裝開發副總裁Rahul Manepalli 博士,深入瞭解了其中三種新型封裝技術:EMIB-T,用於提升晶片封裝尺寸和供電能力,以支援HBM4/4e 等新技術;一種全新的分散式散熱器設計;以及一種全新的快速鍵結技術,可提高可靠性和良率,並支援更精細的晶片間連接。英特爾也參與了此次大會上發表的另外17 篇新論文的發表。圖片來源:Tom's Hardware英特爾代工廠旨在利用尖端製程節點技術,為英特爾內部和外部公司生產晶片。然而,現代處理器越來越多地採用複雜的異構設計,將多種類型的運算和記憶體元件整合到單一晶片封裝中,從而提升效能、成本和能源效率。這些晶片設計依賴日益複雜的先進封裝技術,而這些技術是異質設計的基石。因此,為了與台積電等競爭對手保持同步,英特爾必須持續發展。英特爾的新型EMIB-T 最初 於上個月的英特爾Direct Connect 活動上發佈,它將矽通孔(TSV) 融入其已經廣泛使用的EMIB 技術中——一種嵌入封裝基板的矽橋,可在晶片/裸片之間提供通訊和電源管道。EMIB 的下一代技術提升了關鍵的封裝供電效率指標,並加快了晶片間通訊速度。 EMIB-T 可用於更有效地為計算和記憶體元件供電——標準EMIB 連接由於採用懸臂式供電路徑而存在高電壓降問題,而EMIB-T 利用TSV 從晶片封裝底部通過TSV 橋接晶片進行供電,從而實現了直接、低電阻的供電路徑,這對於HBM4/4e 整合至關重要。當然,TSV 的使用也提升了晶片間的通訊頻寬,從而能夠整合高速HBM4/4e 記憶體封裝,並使用UCIe-A 互連技術,將資料傳輸速率提升至32 Gb/s 或更高。透過同一介面傳輸電源和訊號會在訊號路徑中引入“雜訊”,但英特爾在橋接器中整合了高功率MIM 電容器,有助於確保通訊訊號的一致性。EMIB-T 還能實現更大的晶片封裝尺寸,達到120x180 毫米,並在單一大型晶片封裝中支援超過38 個橋接器和超過12 個矩形大小的晶片。此外,第一代EMIB 實現了55 微米的凸塊間距(這是一個關鍵的互連密度指標),而第二代EMIB 則縮小至45 微米間距。英特爾的論文展示了一種間距為45 微米的EMIB-T 設計,但指出新技術支援「遠低於」45 微米的間距,並表示將很快支援35 微米間距,並且25 微米間距的間距正在開發中。英特爾尚未公佈皮焦/位元(pJ/bit) 的功率效率指標。 EMIB-T 也相容於有機或玻璃基板,其中玻璃基板是英特爾未來晶片封裝業務的關鍵策略方向。人工智慧革命正在將晶片封裝尺寸推向新的高度,隨之而來的是功耗的增加,帶來了棘手的散熱挑戰。英特爾也揭露了一種全新的分解式散熱器技術,該技術將散熱器分解成平板和加強筋,以改善散熱器與位於散熱器和底層晶片之間的熱介面材料(TIM) 之間的耦合。除其他優勢外,該技術還有助於將TIM 耦合焊料中的空隙減少25%。英特爾的圖示展示了一個整合微通道的散熱器,液體可直接通過IHS冷卻處理器,就像我們在Direct Connect活動上看到的一樣。雖然論文重點討論了將散熱器拆分成多個部分的影響,但這項技術可以冷卻TDP高達1000W的處理器封裝,凸顯了英特爾正在從多個角度解決晶片冷卻問題。英特爾在其伺服器和消費產品中都採用了熱壓黏合技術;然而,它現在已經開發出一種專門針對大型封裝基板的新型熱壓黏合工藝,有助於克服黏合過程中的晶片和基板翹曲。這項新技術最大限度地減少了鍵合過程中封裝基板和晶片之間的熱差,從而提高了良率和可靠性指標,並實現了比目前大批次生產中更大的晶片封裝。它還能實現更精細的EMIB連接間距,有助於從EMIB-T技術中搾取更高的密度。擁有一套完善且具競爭力的封裝技術對於英特爾代工廠至關重要,因為它致力於為客戶提供儘可能全面的晶片生產選擇。先進的晶片封裝技術使客戶能夠將來自多家供應商的不同類型的晶片(例如CPU、GPU 和記憶體)整合到單一封裝中,從而降低所有元件完全過渡到英特爾製程節點的風險。事實上,英特爾也為完全不使用任何英特爾製造元件的晶片提供封裝服務,這有助於其晶片製造服務與潛在的新客戶建立關係。晶片封裝也已成為英特爾外部客戶的領先服務之一,目前這些客戶包括AWS、思科等產業巨頭,以及美國政府的RAMP-C和SHIP專案。這些封裝合約是英特爾代工廠創造收入的最快途徑,因為生產採用尖端製程節點的晶片需要更長的交付周期。(半導體產業觀察)
全球首台!國產先進封裝裝置破局,國產替代加速!
國產晶片先進製程的希望在那兒呢?——光刻機,還是另闢蹊徑?尤其是隨著全球人工智慧產業的集中爆發,以及自動駕駛的進一步普及;國產晶片對於高性能晶片的需求日益迫切!在光刻機短期內無法突破的情況下,Chiplet技術和先進封裝技術就成為面對先進製程挑戰的重要路徑。同時,面對半導體工藝逐步逼近2nm物理極限,“超越摩爾定律”已成全球半導體產業界的共識,為此先進封裝成為最重要的“超越路徑”;其中混合鍵合(Hybrid Bonding)憑藉高密度互連與低功耗特性,成為突破的不二之選。但對於國產半導體產業而言,高端鍵合裝置幾乎被國外廠商所壟斷,成為了國產先進封裝突破的“達摩克利斯之劍”。這一現狀,隨著3月12日青禾晶元正式發佈全球首台獨立研發的C2W&W2W雙模式混合鍵合裝置而成為歷史;同時也意味著國產半導體先進封裝正式打破國際巨頭技術壟斷。據瞭解,此次青禾晶元發佈的C2W&W2W雙模式混合鍵合裝置SAB 82CWW系列,通過一體化架構設計,首次實現C2W(晶片-晶圓)與W2W(晶圓-晶圓)雙模式協同。我們知道,傳統封裝廠商進行混合鍵合製程時,往往面臨一個關鍵抉擇:選擇晶片對晶圓(C2W)還是晶圓對晶圓(W2W)技術路線。這種選擇意味著良率和產能的只能取其一;如選擇C2W則意味著每顆晶片都需要精準定位,產能受限;而選擇W2W則適合小晶片的批次鍵合,但在大晶片良率波動大。而此次青禾晶元的SAB 82CWW系列裝置最大的創新在於,先進封裝廠商不需要選擇非此即彼了;其裝置實現了同時支援C2W和W2W雙模式混合鍵合,實現兩種技術路線的“協同進化”。因而,這此次青禾晶元的突破不僅有效提升了封裝廠商的研發效率,同時還可以極大的降級裝置營運的效率和成本;也標誌著國產高端鍵合裝置正式成為全球主流,甚至某些技術上實現了超越。另外,值得特別一提的事,青禾晶元的裝置還支援8英吋和12英吋晶圓的相容切換,能夠處理厚度最薄至35微米的超薄晶片,並通過自動更換夾具,相容0.5×0.5mm至50×50mm的晶片。同時,通過獨創的晶片邊緣夾持技術,避免了晶片正面的顆粒污染,顯著提升了生產良率和可靠性。同時,由於全球市場對於先進封裝的需求正在快速放大,預計未來鍵合裝置的市場也將持續高速增長;目前鍵合裝置市場主要包括引線鍵合、混合鍵合(Hybrid Bonding)、晶圓鍵合(Wafer Bonding)及臨時鍵合/解鍵合四大技術領域,應用日益廣泛,包括半導體封裝、儲存晶片(如3D NAND、HBM)、消費電子、汽車電子等應用場景。其中,混合鍵合是後摩爾時代的關鍵技術,通過實現高密度互聯密度提升10倍以上,預計2030年市場規模預計達200億人民幣,主要應用於HBM和3D NAND。目前混合鍵合裝置市場主要海外企業EVG、SUSS、BESI主導,佔據整個市場的90%以上份額,國產化率不足5%。國內廠商中拓荊科技、邁為股份已推出相關裝置並進入驗證階段;而青禾晶元新一代混合鍵合裝置SAB 82CWW系列的發佈,不僅打破了EVG等國際龍頭在高端混合鍵合等關鍵工藝的獨家供應,同時為國產3D封裝技術和產能的發展提供了可靠的保障;另外,混合鍵合裝置的突破,也進一步加速了國產Chiplet、存算一體等新技術和新架構的落地。 (飆叔科技洞察)