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台积电,颠覆封装?
半导体行业观察·2025-06-12 08:41

核心观点 - 台积电CoWoS封装技术因AI浪潮崛起,成为英伟达在高端GPU封装领域的唯一选择,并推动台积电成为全球最大封测厂商 [1] - 英伟达Blackwell系列产品将转向CoWoS-L封装技术,以满足高性能计算需求 [3] - 台积电面临CoWoS技术演进瓶颈,包括芯片尺寸增大带来的基板尺寸、散热挑战以及助焊剂残留问题 [5] - 台积电正在研发无助焊剂键合技术以解决良率问题,预计2023年底完成测试 [6] - 台积电计划推出更大尺寸中介层的CoWoS-L技术,并布局SoW-X和CoPoS等下一代封装技术 [9][12] - CoPoS技术通过面板化中介层提升产能和成本效率,有望成为CoWoS-L的替代方案,锁定AI等高端应用 [10][14] CoWoS技术现状 - 台积电CoWoS封装技术已成为英伟达高端GPU的唯一选择,推动台积电超越日月光成为全球最大封测厂商 [1] - 英伟达Blackwell系列产品将主要采用CoWoS-L封装技术,以满足10TB/s带宽互连需求 [3] - 当前CoWoS封装中的中介层尺寸为80x80mm,约为光罩的3.3倍 [9] 技术挑战 - AI芯片尺寸增大至80x84mm,导致12英寸晶圆仅能容纳4个芯片 [5] - 超大尺寸封装面临基板尺寸挑战:5.5倍光罩版本需要100x100mm基板,9倍光罩版本超过120x120mm [5] - 散热挑战:高性能处理器每机架功耗可达数百千瓦,需要液冷和浸入式冷却技术 [5] - 助焊剂残留问题:随着中介层尺寸增大,难以完全清除积聚在中心的助焊剂,影响芯片可靠性 [5] 技术演进方向 - 台积电正在测试无助焊剂键合技术,预计2023年底完成评估 [6] - 计划2026年推出5.5倍光罩尺寸的CoWoS-L,2027年推出9.5倍光罩尺寸版本并集成12+HBM堆栈 [9] - 开发SoW-X技术,性能较CoWoS提升40倍,模拟完整服务器机架功能,计划2027年量产 [9] CoPoS技术布局 - CoPoS技术将中介层"面板化",使用310x310mm矩形基板替代传统圆形晶圆,提升产能和成本效率 [10][12] - 技术优势:支持510x515mm面板,容纳数倍于300mm晶圆的芯片数量 [10] - 嘉义AP7工厂将成为CoPoS生产枢纽,第四阶段开始大规模生产,锁定AI等高端应用 [12][14] - 采用玻璃芯基板,具有更高互连密度、更低功耗等优势,可能替代CoWoS-L [14] 技术对比 - FOPLP无需中介层,成本更低,适用于中端ASIC和移动设备 [13] - CoPoS采用中介层,适合高性能GPU和HBM集成,信号完整性更优 [13] - CoPoS中介层材料从硅演变为玻璃,提供更高成本效益和热稳定性 [13]