AI晶片越做越大，先進封裝也在尋找新的生產方式。
過去，CoWoS是先進封裝的重要技術路線之一。但隨著GPU與HBM整合規模不斷擴大，傳統晶圓級封裝在面積利用率方面的侷限逐漸顯現，產業開始將目光投向CoPoS，即Chip-on-Panel-on-Substrate。
兩者最直觀的區別，是加工載體從圓形晶圓變成了矩形面板。按照Infomarket首席執行長姜永雲（Yong-woon Kang）10月22日發佈的分析，台積電正在推進這一方向，三星電機也被認為在探索相關技術。
這場變化帶來的機會，不只在封裝工藝本身，還延伸到了裝置和材料環節。其中，40毫米級熱壓鍵合機、MSVP精密切割系統，以及120毫米級熱壓鍵合機，是Infomarket重點關注的三類裝置。再往後看，隨著玻璃芯基板和玻璃中介層的發展，相關裝置需求還有可能迎來新一輪增長。
從晶圓到面板，
封裝流程發生了什麼變化？
要理解CoPoS帶來的裝置機會，需要先看它是怎麼生產的。
在Infomarket介紹的方案中，CoPoS採用有機重布線層（RDL）作為中介層結構，先在臨時玻璃載板上製作精細線路，再將GPU晶片和HBM堆疊貼裝到RDL上，經過模塑、載板剝離和切割，最終將獨立封裝體連接到有機封裝基板。
這裡有一個容易混淆的地方：**當前這套CoPoS方案中的玻璃主要用作臨時載板，最終的RDL中介層仍然是有機材料結構。** 玻璃作為永久基板或中介層，是後續可能發展的另一條路線。
RDL是這套工藝的關鍵。它負責重新分配晶片之間的電氣連接，資料給出的代表性線寬約為2微米，遠小於傳統封裝基板常見的10微米及以上線寬。為了製作如此精細的線路，需要借助玻璃載板相對平整的表面，並在玻璃與RDL之間設定釋放層，以便後續將玻璃剝離。
在完成RDL製作後，GPU和HBM被併排貼裝在面板上。隨後，模塑料將晶片和RDL包封起來，為原本較薄、難以獨立支撐的結構提供機械強度。等到玻璃載板被移除，再將整塊面板切割成一個個獨立封裝體，最後連接到封裝基板。
這套流程看似只是把圓形晶圓換成矩形面板，實際上，每個環節都對裝置提出了新的要求。
例如，資料給出的面板尺寸從310×310毫米逐步擴大到515×510毫米。後者的總面積超過300毫米晶圓的3.5倍，而且矩形面板在排布矩形封裝時，能夠減少圓形晶圓邊緣區域的面積損失。
面板變大，單次加工能夠覆蓋的面積也隨之增加，但裝置必須同時解決精細貼裝、大面積切割以及封裝體翹曲等問題。這正是CoPoS帶動新一輪裝置需求的原因。
三類裝置，率先迎來新的應用需求
在這套工藝中，晶片貼裝、模塑後的面板切割，以及封裝體與基板的連接，是三個值得關注的環節。
首先是40毫米級TC熱壓鍵合機。
RDL製作完成後，GPU晶片和HBM堆疊需要逐個貼裝到指定位置。資料給出的代表性尺寸是：GPU晶片約為26×33毫米，HBM堆疊約為11×12毫米，微凸點間距約為25至40微米，貼裝對準精度約為±1至2微米。
這類貼裝需要裝置通過加熱和施壓完成連接。40毫米級TC鍵合機的作用，就是滿足這一階段的晶片貼裝需求。由於一塊面板上需要進行大量貼裝操作，隨著面板產量提高，生產線需要配置相應的鍵合能力。
晶片貼裝完成後，封裝結構還要經過模塑，再將臨時玻璃載板剝離。接下來，裝置需要把模塑後的大面板切割成獨立封裝體。
這一環節對應的是MSVP系統。
MSVP全稱為Micro SAW & VISION PLACEMENT，整合了切割、清潔、檢測和放置等功能。資料顯示，CoPoS形成的獨立封裝體尺寸約為69至90毫米見方，其面積約為單個光刻掩模曝光視場的5.5至9.5倍。
與傳統封裝基板相比，這類結構同時包含薄RDL、模塑料和晶片，切割時需要更加精細地控制加工過程。因此，面板級封裝為MSVP裝置提供了新的應用場景。
第三類裝置是用於封裝體與基板連接的120毫米級TC鍵合機。
經過切割後，每個GPU與HBM封裝體都需要單獨連接到有機封裝基板上，並不是將整塊面板一次性鍵合到基板上。資料給出的基板尺寸約為100至120毫米，C4焊凸點間距約為100至130微米，對準精度約為±10微米。
與前一道晶片貼裝工序相比，這一環節的對準精度要求相對寬鬆，真正的難點在於大面積鍵合時的翹曲控制。封裝體和基板在受熱過程中可能產生不同程度的變形，因此需要儘可能保證大面積區域內的溫度和壓力均勻。
120毫米級TC鍵合機正是針對這一需求。需要說明的是，120毫米指裝置的鍵合面積能力上限，並不意味著目前單個封裝體已經達到120毫米寬。
至於混合鍵合，Infomarket認為，它在這套有機RDL面板級流程中的應用範圍相對有限。原因在於，精細RDL線路並不意味著表面天然滿足混合鍵合所需的平整度，有機面板也不能直接視為具備與經過適當處理的晶圓相同的鍵合條件。因此，混合鍵合更適合用於確有需要的特定介面。
從臨時玻璃載板，到永久玻璃基板
如果說CoPoS首先改變的是封裝的生產載體，那麼下一步值得關注的變化，就是玻璃從臨時載板走向封裝結構本身。
目前，CoPoS中的玻璃在完成RDL製作、晶片貼裝和模塑後，需要通過雷射作用於釋放層，將玻璃載板剝離。後續如果採用玻璃芯基板，就不再只是利用玻璃承載加工過程，而是讓玻璃成為最終封裝基板的一部分。
玻璃芯基板的思路，是用玻璃替代傳統有機封裝基板中的芯層。根據資料，玻璃的熱膨脹係數約為3至9 ppm/K，有機芯層則約為15至17 ppm/K。較低的熱膨脹係數和較高的平整度，有望幫助控制大尺寸封裝的翹曲。
再往前一步，是玻璃中介層。在這一方案中，RDL直接製作在玻璃上，玻璃保留在最終結構中，並通過填銅的玻璃通孔（TGV）提供垂直電氣連接。如果這一架構得以實現，部分臨時載板剝離及相關轉移工序便有望省去。
不過，玻璃芯基板與玻璃中介層面臨的技術難題並不相同。前者首先需要解決材料、加工、翹曲和量產檢測等問題；後者還需要在玻璃上實現約2微米級的精細線路，並與TGV工藝結合，技術要求更高。
玻璃本身較為脆弱，也會改變裝置的設計要求。切割可能從傳統鋸切轉向雷射改性後再進行可控分離，鍵合裝置則需要在固定玻璃的同時避免開裂和破損。
三星電機已經建立玻璃基板試產線，並公開提出2027年量產目標；LG Innotek也宣佈開展玻璃基板研發。Infomarket還提到，三星電機正在探索有機RDL中介層方案。
這兩條路線需要區分開來：有機RDL中介層位於晶片下方，玻璃芯基板則對應封裝基板內部的芯層。對於已有FC-BGA基板業務的廠商而言，未來是進一步進入RDL和中介層製造，還是優先發展玻璃芯基板，將是不同的戰略選擇。
HBM和光互連，
也在推動封裝尺寸擴大
封裝面板越來越大，還有一個重要原因：GPU與HBM的整合方式正在變化。
隨著HBM向12層、16層堆疊發展，堆疊高度增加會讓良率和熱管理更加困難。Infomarket提出，另一種思路是將更多HBM堆疊橫向佈置在GPU周圍，而不是完全依靠增加單個堆疊的高度來提升容量。
這樣一來，封裝結構就需要容納更多橫向分佈的晶片和記憶體器。資料認為，在約30釐米寬的結構上實現約2微米線寬的線路，同時控制翹曲，玻璃可能成為合適的支撐材料。
封裝尺寸擴大還會帶來互連問題。當GPU與記憶體器之間的距離不斷增加，銅互連的訊號完整性會面臨更大壓力。資料指出，在數十GHz頻率下，即使只有幾釐米的銅互連距離，也可能受到明顯限制。
因此，光互連有望成為連接較遠距離晶片和記憶體器的一種選擇。玻璃能夠容納光波導，也為光互連整合提供了潛在基礎。
按照Infomarket的判斷，產業可能先發展大尺寸玻璃封裝平台，再逐步引入光互連。換句話說，光互連需求不僅涉及光器件本身，也可能影響封裝平台的材料選擇和結構設計。
數十兆韓元市場，從何而來？
裝置機會最終能有多大，取決於先進封裝的需求規模，以及工藝轉型能否真正落地。
Infomarket給出的測算情景是：假設輝達在2027年出貨數百萬顆Rubin一代GPU，每個GPU封裝搭配8組HBM堆疊。若將中介層、封裝基板、鍵合、切割和檢測等成本計算在內，單顆封裝成本可達數千美元，由此對應的年度封裝市場規模可能達到數十兆韓元。
這是一項基於出貨量和封裝成本假設的估算，並非已經實現的市場收入。
但這也解釋了為什麼面板級封裝受到關注。對於需要整合GPU和多組HBM的大型封裝而言，提高面板面積利用率只是其中一個考量；隨著封裝結構變大，貼裝、切割、檢測以及基板連接的工藝要求也會隨之變化。
如果後續繼續向永久玻璃結構發展，產業還可能迎來第二輪裝置投資。材料方面，需求涉及玻璃載板、釋放層、超薄銅箔、介電薄膜、模塑料、玻璃芯材和TGV相關材料；裝置方面，則包括TC鍵合機、MSVP、雷射剝離裝置、面板光刻裝置和電鍍系統。
Infomarket提到，一家韓國供應商已經獲得大面積TC鍵合機訂單並向台灣出貨，同時開始向三星電機和LG Innotek供應精密MSVP裝置。原文沒有披露這家供應商的具體名稱及訂單金額。
從更大的產業佈局來看，先進封裝產能也在向美國延伸。台積電已公佈在亞利桑那州建設兩座封裝設施的計畫，Amkor正在當地開發封裝項目，SK海力士則在印第安納州建設HBM封裝設施。對於希望從頭建立AI晶片製造能力的項目而言，先進封裝同樣是需要考慮的關鍵環節。
寫在最後
CoPoS帶來的變化，不只是把晶圓換成面板，而是讓先進封裝面對更大的加工面積、更複雜的材料組合，以及更嚴格的翹曲和檢測要求。
眼下，40毫米級TC鍵合機、MSVP和120毫米級TC鍵合機，是這套工藝中較為直接的裝置機會。再往後，玻璃芯基板和玻璃中介層能否實現量產，將決定裝置與材料需求是否出現新一輪變化。
Infomarket認為，隨著封裝市場擴大、生產方式轉變，相關市場規模有望從數十兆韓元進一步增長至數百兆韓元。這一判斷仍然取決於未來的出貨量、工藝路線和產業化進度，但其提出的兩條變化路徑值得關注：先從晶圓走向面板，再從有機結構走向永久玻璃結構。
對於裝置和材料供應商來說，真正的考驗是能否跟上工藝變化，在大面積精密鍵合、面板切割、玻璃加工和量產檢測等環節解決實際問題。誰能率先滿足這些要求，誰就更有機會參與下一階段先進封裝產線的建設。(半導體芯聞)