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拓荆科技(688072):首次覆盖报告:深耕先进沉积工艺,延展混合键合版图
爱建证券· 2025-12-17 19:26
投资评级 - 首次覆盖,给予“买入”评级 [6] 核心观点 - 公司是国内领先的前道薄膜沉积设备厂商,核心产品已实现规模化交付,并前瞻布局混合键合设备,业务向“沉积+键合”双引擎平台化演进 [6] - 薄膜沉积设备市场增长确定性强,2025年全球市场规模预计达340亿美元,2020-2025年CAGR为13.3% [6] - 在后摩尔时代,HBM、Chiplet与三维堆叠加速落地,沉积与键合工艺的重要性持续上升,使相关设备需求具备独立于制程节点的成长逻辑 [6] - 预计公司2025-2027年归母净利润为10.98/17.96/25.22亿元,对应同比增长59.6%/63.6%/40.4%,对应PE为87.5x/53.5x/38.1x,中长期配置性价比较高 [6] 公司概况与业务布局 - 公司成立于2010年,深耕前道薄膜沉积装备领域,核心产品涵盖PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD等多类工艺设备 [9] - 公司股权结构分散,前三大股东为国家集成电路产业投资基金(持股19.57%)、国投(上海)创业投资管理有限公司(持股13.48%)和中微公司(持股7.30%) [10][11] - 公司通过子公司战略布局,向“薄膜沉积+混合键合”双引擎设备公司演进,子公司分工清晰 [11][13] - 公司产品主要包括薄膜沉积设备和三维集成领域的先进键合及配套量检测设备 [14] - PECVD系列产品持续保持竞争优势并扩大量产规模,ALD、SACVD、HDPCVD、Flowable CVD等新产品均已通过客户端验证 [19] - 公司早期成长高度依托PECVD产品体系,其中PF-300T(12英寸)和PF-200T(8英寸)是主力型号 [21] - 2018-2021年1-9月,公司综合毛利率由33.0%提升至45.6%,主要受益于PECVD产品持续放量 [21][22] 财务表现与预测 - 2020-2022年,公司营收由4.36亿元提升至17.06亿元,归母净利润由亏损转为3.69亿元 [25] - 2023-2024年,营收继续保持50%以上增长,2024年达41.03亿元,但归母净利润增速因研发投入加大而放缓 [25] - 2025年前三季度,公司实现营收42.20亿元、归母净利润5.57亿元,同比增速分别达85.3%和105.1% [25] - 2020-2023年,公司毛利率由34.1%提升至51.0%,2024年以来受新产品导入等影响阶段性回落至41.7% [29] - 2025年前三季度,毛利率与净利率进一步回落至33.3%与12.7%,但销售与管理费用率持续下降,研发费用率回落至11.5% [29] - 公司合同负债由2020年的1.34亿元提升至2025年三季度的48.94亿元,存货由2019年的3.50亿元增至2025年三季度的80.69亿元,在手订单充足 [34] - 预计公司2025-2027年营业收入分别为63.37/85.16/108.17亿元,同比+54.4%/+34.4%/+27.0% [75] - 预计公司2025-2027年整体毛利率分别为36.5%/38.9%/41.1%,随着产品进入稳定量产期,毛利率将逐步修复 [75] - 预计期间费用率将随收入规模扩大而持续下行,销售费用率稳定于5.0%,研发费用率因收入快速增长而被摊薄 [76] 薄膜沉积设备行业与公司地位 - 薄膜沉积设备与光刻、刻蚀并列构成晶圆制造的三大核心装备,长期稳定占据晶圆制造设备约22%价值量 [47] - 在沉积工艺内部,PECVD以约33%的占比居于价值量首位,ALD占比约11%,PVD/LPCVD合计约占30% [6][47] - 全球CVD设备市场主要由AMAT、LAM、TEL占据,合计市占率达70%;PVD市场被AMAT垄断(>80%);ALD市场ASM市占率46%,TEL为29% [53] - 在中国薄膜沉积设备厂商中,拓荆科技技术路径聚焦,以PECVD切入市场,是国内唯一实现PECVD设备稳定量产并进入晶圆厂产线的厂商,国产化率仅约18%,卡位优势突出 [55][59][61] 混合键合与三维集成机遇 - 随着制程微缩逼近极限,异构集成成为后摩尔时代提升系统性能的核心路径 [61] - 键合设备是三维集成由验证走向量产的关键瓶颈,对设备精度、稳定性与一致性要求极高 [64] - 2024年全球异构集成技术市场规模约为144亿美元,预计到2034年将增长至506亿美元,10年CAGR为13.4% [66] - 在异构集成价值量结构中,混合键合(Cu-Cu键合)占比已达11.6%,随着先进制程和高带宽需求提升,占比有望持续提升 [66] - 公司已在三维集成领域形成覆盖“键合前处理—键合—量测—检测”的完整设备布局,多款核心设备已实现量产或完成客户验证,技术指标达到国际同类产品水平 [71][72] - 随着3D DRAM、HBM4e/HBM5、SoIC等新一代架构走向量产,公司混合键合设备业务有望进入加速成长期 [71]
反潮流的TSV
半导体行业观察· 2025-12-10 09:50
文章核心观点 - 半导体技术发展的瓶颈已从晶体管微缩转向互连,先进封装成为新的前沿领域 [2] - 硅中介层和硅通孔是实现高密度2.5D/3D集成的关键技术,能显著提升带宽和系统性能 [2][4] - 下一代发展趋势是采用更大尺寸的硅通孔,其直径可达50μm,深度可达300μm,以应对高性能计算、人工智能等领域对电气性能、散热和制造良率的更高要求 [2][11][16] 互连技术演进历程 - 互连技术从20世纪标准的引线键合,发展到倒装芯片封装,再到21世纪初出现的硅中介层 [4] - 硅中介层提供了重分布层用于细间距布线、密集型硅通孔阵列用于垂直集成,成为高性能集成的平台 [4] - 硅中介层和硅通孔的创新推动了如Xilinx FPGA Virtex 7、GPU和AI加速器等突破性技术的出现 [4] 硅中介层的功能与材料 - 中介层是连接硅芯片和印刷电路板的中间层,为异构集成组件中的芯片提供安装表面、连接和重新连接到封装基板的功能 [6] - 中介层通常由硅、玻璃或有机衬底制成,完全由代工厂制造,台积电是主要供应商 [7] - 硅中介层的一个主要应用是将高带宽内存连接到高速处理器,单个HBM传输速率最高可达256 GB/s,多个HBM与GPU集成可实现1TB/s或更高的数据传输速率 [7] 更大尺寸硅通孔的优势与驱动 - 传统硅通孔直径通常为5-10μm,深度为50-100μm,正向下一代直径可达50μm、深度可达300μm的硅通孔过渡 [11] - 更大尺寸硅通孔的优势包括:支持更高的数据速率和信号并行传输、承载更大电流且电阻更低、降低电感以增强高频信号完整性、更有效地散热、简化制造工艺提高良率、使更厚的中介层更坚固耐用 [11][15] - 小型硅通孔难以满足人工智能、高性能计算、5G基础设施及汽车电子等领域对电流、散热、带宽和信号完整性的高要求 [11][16] 更大尺寸硅通孔的挑战与应用 - 更大硅通孔的挑战包括:铜和硅热膨胀系数不匹配加剧机械应力、减少中介层上的可用布线空间、因使用更多铜而增加材料成本 [13] - 预计更大尺寸硅通孔将应用于需要海量带宽和可靠电源的高性能计算服务器和百亿亿次级超级计算机、训练大型AI神经网络所需的超高速HBM链路、需要信号完整性的5G基础设施系统,以及需要坚固封装和可靠散热的汽车高级驾驶辅助系统和自动驾驶系统 [16] - 未来中介层将向集成更多功能与材料、采用对抗应力的新材料、嵌入先进冷却技术以及实现成本缩放以应用于消费电子等方向演进 [16]
大芯片封装需求,大增
半导体芯闻· 2025-12-03 18:28
先进封装技术市场格局 - 人工智能和高性能计算快速发展推动异构集成需求增长,先进封装技术成为战略重点 [1] - 台积电CoWoS平台是目前该领域的领先解决方案 [1] - 芯片服务提供商加速自主研发ASIC芯片以满足复杂功能需求,对封装尺寸要求大幅增长 [1] 技术路线对比:CoWoS vs EMIB - CoWoS技术通过中介层连接计算逻辑、内存和I/O芯片并安装在基板上,已扩展到CoWoS-S、CoWoS-R和CoWoS-L [1] - 随着NVIDIA Blackwell平台2025年接近量产,市场需求正迅速转向CoWoS-L [1] - NVIDIA即将推出的Rubin架构将采用更大的光罩尺寸 [1] - 英特尔EMIB通过将小型硅桥直接集成到基板上实现芯片间连接,无需使用大型且昂贵的中介层 [2] - EMIB设计简化结构,提高生产良率,并最小化因材料热膨胀系数不同导致的热膨胀不匹配 [2] 性能与成本优势分析 - CoWoS-S光罩尺寸扩展倍数上限为3.3倍,CoWoS-L约为3.5倍(预计2027年达9倍) [3] - EMIB-M已支持6倍光罩尺寸扩展,预计2026-2027年达8-12倍 [3] - EMIB通过省去中介层为需要超大封装的AI客户提供更具成本效益的解决方案 [3] - EMIB因硅桥面积和布线密度限制,带宽较低、传输距离延长、延迟略高于CoWoS [3] 市场需求与客户选择 - AI/HPC需求增长导致CoWoS技术出现产能短缺、光罩尺寸限制和制造成本上升等瓶颈 [2] - 大部分CoWoS产能已被NVIDIA GPU占用,其他客户选择有限 [2] - 对更大封装尺寸的需求及美国本地化要求促使谷歌和Meta等北美CSP与英特尔合作采用EMIB [2] - EMIB主要吸引ASIC客户,而非对带宽和延迟要求极高的GPU厂商 [3] 厂商战略与市场前景 - 英特尔自2021年成立IFS部门以来已投入数年研发EMIB先进封装技术 [4] - 英特尔已将EMIB技术应用于服务器CPU平台Sapphire Rapids和Granite Rapids [4] - 谷歌计划在2027年推出的TPU v9中采用EMIB技术,Meta正考虑将其用于MTIA加速器 [4] - 在可预见的未来,CoWoS仍将是NVIDIA和AMD高带宽产品的主要封装解决方案 [4]
半导体激光设备市场空间广阔
半导体芯闻· 2025-11-29 11:09
半导体激光设备概述与分类 - 激光技术凭借高能量密度、非接触加工等优势,广泛应用于消费电子、汽车制造、新能源和半导体产业链 [2] - 半导体激光设备正加快迭代升级,从传统二极管泵浦向光纤耦合、超快激光技术发展,功率稳定性、加工精度和能耗表现显著提升 [2] - 国产厂商在技术突破和成本控制方面不断追赶,逐步缩小与国际领先企业的差距 [2] - 根据应用原理和工艺环节,半导体激光设备主要分为前道制程的激光退火、激光材料改性设备,以及后道和硅片制程的激光打标、激光划片、解键合和修边设备等 [2] 前道制程激光设备 - **激光退火设备**:用于修复离子注入造成的晶格损伤并激活杂质离子电活性,包括晶圆退火、金属薄膜退火和针对特定器件的局部退火 [3] - **激光材料改性设备**:利用高能量激光束改变材料表面组织或性能,包括激光诱导结晶设备和激光外延生长设备 [4] - 激光诱导结晶设备主要应用于128层以上3D NAND芯片制造中的特定区域结晶,以提升存储器特性 [4] - 激光外延生长设备主要用于DRAM芯片中非晶硅的缺陷消除及修复,避免杂质扩散影响晶体管或金属电极 [4] 后道及硅片制程激光设备 - **激光划片设备**:用于将晶圆上的芯片按预定划分线切割,应用于硅晶圆、蓝宝石、MEMS等材料的切割,切割质量与效率直接影响芯片封装质量和成本 [6] - **激光解键合设备**:在室温下进行低应力剥离工艺,分为临时解键合设备和晶圆解键合设备,后者可应用于3D堆叠领域如HBM、3D NAND等产品 [7] - **激光打标设备**:用于在硅片、晶圆或封装芯片表面打上标记以便追踪,根据精度分为晶圆激光打标设备和IC激光打标设备 [8] - **其他激光设备**:包括激光Trimming设备、激光去溢胶设备、激光打孔设备等,在半导体封测及先进封装领域有广泛应用 [9] 全球半导体市场情况 - 2024年全球半导体市场规模为6272亿美元,同比增长19.1%,AI算力需求和存储芯片价格回升是核心驱动因素 [13] - 全球GPU市场规模预计在2029年达到2700亿美元,是现有水平的4倍 [13] - 2025年全球半导体市场销售额预计将达到7280亿美元,同比增长11.2% [14] - 2025年全球半导体制造设备销售额预计同比增长7.4%至1255亿美元,2026年有望增长至1381亿美元 [15] - 晶圆厂设备领域预计2025年增长6.2%至1108亿美元,2026年进一步增长10.2%至1221亿美元 [19] - 半导体测试设备2025年销售额预计增长23.2%至创纪录的93亿美元,封装设备2025年预计增长7.7%至54亿美元 [19] 中国半导体市场情况 - 2024年中国半导体市场销售额达到1865亿美元,占全球市场31.9%,预计2025年增长11.4%至2078亿美元 [20] - 2025年中国半导体设备市场需求占全球需求约31%,继续保持全球最大半导体设备市场地位 [23] - 2025年中国半导体设备市场规模将有望达2899.3亿元 [23] - 中国大陆半导体前道设备市场2025年预计增长8.6%达2551.3亿元,2026年达2622.5亿元 [24][26] - 2025年中国封装设备市场预计上升7.4%,市场规模达173.96亿元 [28] - 中芯国际2024年资本开支达到73.3亿美元,并预计2025年基本持平,维持高位 [31] 中国半导体激光设备市场 - 随着碳化硅产能扩张和国内产线扩产,2024年和2025年中国半导体激光设备市场将保持较快增长 [40] - 前道激光设备细分市场包括硅基功率器件退火、化合物功率器件退火、LSA退火、DSA退火、NAND激光诱导结晶和DRAM缺陷修补设备 [41][42] - 具体市场规模数据:例如硅基功率器件退火设备2024年市场规模为1亿元,2025年预计为2.28亿元;前道退火设备-LSA 2024年市场规模为4.28亿元,2025年预计为9亿元 [41] - 先进封装占比中国为39%小于全球的48%,未来增长空间广阔,将带动激光划片、打标及解键合等设备需求 [48] 半导体激光设备竞争格局 - 全球晶圆制造环节的半导体激光设备主要被海外厂商垄断,前五企业市场占比近83.5% [52] - 激光退火和改性设备市场中国台湾占约30%份额,韩国占20%,中国占15% [52] - 后道和硅片环节设备国际三大龙头DISCO、EO Technics、ASMPT占据中国超五成市场,份额约53% [53] - 国内厂商在中国半导体激光设备市场份额占比不足15%,主要企业包括莱普科技、大族激光、德龙激光等 [53] 国内主要激光设备企业 - **莱普科技**:专注半导体前道和后道激光设备,激光热处理设备市场占有率达16%,在国产NAND激光诱导结晶和DRAM激光外延生长设备领域市占率超90% [54][55] - **华工激光**:2024年营收34亿元,产品覆盖晶圆切割、退火、开槽等全流程解决方案 [56] - **上海微电子**:IGBT激光退火设备已在市场中应用,在超薄硅片退火领域具备竞争力 [57] - **大族激光**:产品覆盖硅半导体、化合物半导体及泛半导体领域的晶圆制造、前道、封测道环节 [57] - **德龙激光**:2025年半年报显示半导体相关激光加工设备实现销售收入0.86亿元 [59] - **联动科技**:专注于后道封装测试领域,激光打标设备毛利率保持在50%以上 [60] 行业发展趋势 - 异构集成成为后摩尔时代主流发展方向,HBM堆叠、2.5D/3D封装及Chiplet等先进技术将推动高精度激光设备需求 [43] - 本土化产线发展为国产半导体激光设备提供导入机会,推动市场进一步扩大 [44] - 高端工艺发展推动激光工艺逐步替代传统热处理工艺,市场空间进一步打开 [45] - 量子计算等新应用领域对芯片精细度要求提高,激光退火在新领域的应用将驱动增长 [46][47] - 智能化、高端化、精细化是激光设备重要升级方向,未来本土化空间广阔 [62]
盛合晶微冲刺科创板IPO:年入47亿元,无锡产发基金为第一大股东
搜狐财经· 2025-10-31 18:38
IPO基本信息 - 盛合晶微科创板IPO于10月30日获受理 [3] - 保荐机构为中国国际金融股份有限公司,保荐代表人为王竹亭、李扬 [3] - 会计师事务所为容诚会计师事务所,律师事务所为上海市锦天城律师事务所 [3] 公司业务定位 - 公司是集成电路晶圆级先进封测企业,起步于12英寸中段硅片加工 [3] - 提供晶圆级封装和芯粒多芯片集成封装等全流程先进封测服务 [3] - 致力于支持图形处理器、中央处理器、人工智能芯片等高性能芯片 [3] 行业地位 - 2024年度公司是全球第十大、境内第四大封测企业 [3] - 2022年度至2024年度营业收入复合增长率在全球前十大企业中位居第一 [3] 财务表现 - 2022年-2024年及2025上半年营收分别为16.33亿元、30.38亿元、47.05亿元、31.78亿元 [3] - 同期归母净利润分别为-3.29亿元、3413.06万元、2.14亿元、4.35亿元 [3] - 2025年6月30日资产总额为214.17亿元,2024年12月31日为203.32亿元 [4] - 2025年上半年加权平均净资产收益率为3.14%,2024年为2.59% [4] - 2025年上半年经营活动产生的现金流量净额为17亿元,2024年为19.07亿元 [4] 股权结构 - 最近两年内公司无控股股东且无实际控制人 [4] - 第一大股东无锡产发基金持股10.89%,第二大股东招银系合计持股9.95% [4] - 股东之间的关联关系未实质改变公司股权分散的状态 [5]
上峰股权投资企业密集亮相资本市场 盛合晶微上市申请获受理
证券时报网· 2025-10-31 10:44
公司上市进程 - 盛合晶微科创板上市申请获受理 [1] - 上峰投资的多家半导体企业已进入资本市场,包括合肥晶合、西安奕材已上市,昂瑞微提交注册,上海超硅、东岳未来、初源新材、中润光能等获受理,长鑫科技辅导通过验收 [1] - 上峰半导体产业链布局中亿元以上的重点投资企业均已在上市进程中 [1] 公司业务与技术地位 - 盛合晶微是全球领先的集成电路晶圆级先进封测企业,提供从12英寸中段硅片加工到晶圆级封装和芯粒多芯片集成封装的全流程服务 [2] - 公司技术平台可全面对标全球最领先企业,在中国内地2.5D集成技术领域是量产最早、生产规模最大的企业之一,与全球最领先企业不存在技术代差 [2] - 2024年度,盛合晶微是中国内地2.5D收入规模排名第一的企业,市场占有率约为85% [2] 战略投资与产业布局 - 2023年上峰通过基金平台投资盛合晶微1.5亿元,这是上峰投资的20多家半导体企业中亿元以上的重点布局之一 [3] - 2020年以来,上峰在半导体、新材料等领域的股权投资累计已超20亿元,其中占投资额六成以上被投企业已在申请上市或已成功上市 [3] - 股权投资为公司取得较好财务收益,在半导体产业链积累了良好生态影响力,为第二成长曲线新质业务发展打下优质基础 [3]
上峰水泥(000672.SZ)参股公司盛合晶微科创板IPO申请获受理
智通财经网· 2025-10-31 08:27
公司投资动态 - 上峰水泥通过全资子公司宁波上融物流有限公司作为出资主体参与私募股权投资基金苏州璞云创业投资合伙企业 [1] - 苏州璞云基金投资的盛合晶微半导体有限公司首次公开发行股票并在科创板上市的申请已于2025年10月30日获得上海证券交易所受理 [1] 被投公司业务与技术 - 盛合晶微是全球领先的集成电路晶圆级先进封测企业 [1] - 公司业务起步于先进的12英寸中段硅片加工 并提供晶圆级封装和芯粒多芯片集成封装等全流程先进封测服务 [1] - 公司致力于支持图形处理器 中央处理器 人工智能芯片等各类高性能芯片 [1] - 公司通过超越摩尔定律的异构集成方式 旨在实现高算力 高带宽 低功耗等全面性能提升 [1]
盛合晶微科创板IPO已受理 为全球第十大集成电路封测企业
智通财经网· 2025-10-30 20:54
IPO基本信息 - 盛合晶微半导体有限公司科创板IPO已于10月30日获受理,保荐机构为中金公司,拟募资48亿元人民币 [1] 公司业务定位与技术优势 - 公司是全球领先的集成电路晶圆级先进封测企业,业务起步于12英寸中段硅片加工,并提供晶圆级封装和芯粒多芯片集成封装等全流程服务 [1] - 公司是中国内地最早实现12英寸凸块制造量产的企业之一,也是首家提供14nm先进制程Bumping服务的企业,填补了内地高端产业链空白 [2] - 基于中段硅片加工能力,公司实现了12英寸大尺寸晶圆级芯片封装的产业化,2024年度其12英寸WLCSP收入规模在中国内地排名第一,市场占有率约为31% [2] - 在芯粒多芯片集成封装领域,公司的2.5D集成技术是中国内地量产最早、规模最大的企业之一,2024年度2.5D收入规模内地排名第一,市场占有率高达约85% [3] 行业地位与增长表现 - 根据Gartner统计,2024年度公司是全球第十大、境内第四大封测企业,且2022至2024年度营业收入的复合增长率在全球前十大企业中位居第一 [3] - 截至2024年末,公司拥有中国内地最大的12英寸Bumping产能规模,并在12英寸WLCSP和2.5D收入规模上均排名内地第一 [4] 募集资金用途 - 本次发行募集资金总额48亿元,将投资于三维多芯片集成封装项目(拟投入40亿元)和超高密度互联三维多芯片集成封装项目(拟投入8亿元),项目总投资额为114亿元 [5] 财务业绩 - 公司营业收入从2022年度的约16.33亿元增长至2024年度的约47.05亿元,2025年1-6月实现营业收入约31.78亿元 [5] - 公司净利润从2022年度的约-3.29亿元扭亏为盈,2024年度达到约2.14亿元,2025年1-6月净利润约为4.35亿元 [5] - 公司资产总额持续增长,从2022年末的约65.23亿元增至2025年6月30日的约214.17亿元 [6]
先进封装,最新路线图
半导体行业观察· 2025-10-28 09:07
文章核心观点 - 微电子和先进封装技术路线图2.0的发布标志着行业对异构集成和系统级封装的重视,以应对传统晶体管微缩达到物理极限的挑战,通过Chiplet和异构集成实现性能、功率、面积和成本的优化[1] - 异构集成对于下一代计算和通信系统至关重要,其在提高良率、IP复用、增强性能和优化成本方面具有显著优势,是未来高性能计算、人工智能和边缘计算应用的基础[1][14] - 路线图涵盖了从芯片封装协同设计、下一代互连技术、电力输送与热管理到材料、基板、组装测试和可靠性等全产业链的技术发展需求,为行业提供了明确的技术发展路径和时间表[4][13][24][34][47][56][67][71] 芯片封装架构和协同设计 - 宏观和微观层面的2.5D/3D异构集成对于实现未来ICT系统至关重要,这种范式转变将推动封装为知识产权、异构架构和可靠系统集成的芯片设计创新[5] - 芯片封装协同设计需要高保真度及高效的建模工具和技术,包括基于机器学习的工具,以支持从架构定义到验证的全流程[2][9] - 设计空间探索利用分析模型和人工智能辅助技术,在早期阶段快速评估异构集成系统设计,以优化设计范围,随着集成规模急剧变化,其重要性日益凸显[8] - 测试与可靠性面临独特挑战,未来异构系统测试需要足够模块化以解决每个组件的特定测试方法,并在覆盖率、复杂性和成本之间取得平衡,自测试是首选解决方案[10] - 先进封装的安全问题日益重要,设计自动化工具需要扩展包括安全性、需求追踪和生命周期管理,以应对多芯片组系统级封装日益复杂带来的安全威胁[11][12] 先进封装中异构集成的下一代互连 - 下一代互连技术是提升性能、增加数据带宽和降低能耗的关键,创新包括硅通孔、中介层和混合键合方法的发展,高密度硅通孔可实现堆叠芯片之间的垂直互连[14] - 混合键合技术如直接键合互连日益受到关注,这些方法实现了更高的互连密度和卓越的电气性能,芯片到晶圆间距小于3微米,互连密度大于10^5/平方毫米[15][17] - 光子互连技术被探索以突破电连接的局限性,片上光子技术可提供低延迟、高吞吐量的连接,同时功耗更低,混合电光解决方案结合了电子和光子互连的优势[17] - 重分布层是先进互连技术的另一个关键组件,细间距重分布层无需硅中介层即可提供高密度连接,高带宽内存接口依靠先进的互连解决方案实现高效数据传输[18] - 3D芯片集成的目标是实现更高的效率和更高的带宽密度,具体表现为更高的能量效率(以bits/J为单位)和更高的带宽密度(以IO/毫米或IO/平方毫米为单位)[19][21][22] 电力输送和热管理 - 由于核心数量增加,电源轨也随之增加,高功率AI和HPC领域处理器的电流将超过1000安培,集成电压调节器成为解决电力输送挑战的关键解决方案[24][25] - 集成电压调节器方案日益普及,其通过以更高的电压为处理器供电来减少供电网络中的路由损耗,根据拓扑结构大致分类,包括电源门开关、线性稳压器和开关稳压器[25][26][27] - 未来功率传输对材料和元件提出更高要求,例如到2035年,片上金属-绝缘体-金属电容密度需大于1微法/平方毫米,集成电压调节器需支持12-48伏特[28] - 热管理面临由于工艺不断扩展导致芯片级功率密度增加,以及先进3D封装带来独特散热挑战,未来需要先进的散热界面材料、集成散热器和系统级冷却解决方案[29][30][31][32] - 热管理技术发展路径明确,例如到2035年,需要芯片嵌入式冷却等尖端技术,热界面材料的热阻需显著降低,系统冷却解决方案需能够从3D计算堆栈内部提取热量[33] 材料与基板技术 - 新材料是互连、高密度基板、散热和新兴器件开发创新的基础,特定应用驱动因素包括高性能计算、电力电子和通信基础设施,将用于定义新材料功能以提升系统级性能[3][34] - 基板技术从芯片载体向集成平台转变,驱动属性是凸块间距和输入/输出扩展,高性能计算应用需要平台可扩展至10,000输入输出/平方毫米,这要求凸块或焊盘间距为10微米[36][37] - 高密度基板微缩有几种发展路径,包括将细间距凸块芯片连接到线宽和间距≤2微米的高密度有机基板上,或使用有机/无机重分布层来布线,需要新材料和工艺支持[41][42] - 射频器件基板技术向更高频率发展,未来系统工作频率高于100吉赫兹,需要线宽/线间距低于15/15微米、间距低于20微米、焊盘尺寸低于30微米的先进集成电路基板技术[45][46] - 高密度基板技术发展路线图明确,例如到2030年,芯片凸点间距需≤10微米,线宽/间距需低于2微米,最大增层数达到30层,并嵌入芯片、电容、电感等元件[42][43] 组装、测试与可靠性 - 组装技术从传统倒装芯片封装向带有铜柱的细间距转变,未来需要转向更精细的间距(<10微米),并从基于焊料的互连过渡到无焊料互连,涉及混合键合工具的开发[52][53][54] - 共封装光学器件对于满足未来带宽和功率需求至关重要,其组装面临独特挑战,包括无助焊剂芯片连接工艺、低温固化材料和光纤连接组装工艺复杂性的增加[55] - 测试挑战源于使用现成的现有芯片导致可测试性设计集成效果不佳,这会导致自动测试设备中的仪器更加昂贵和总体测试成本更高,需要更好的测试集成方法[56] - 可靠性对于满足高性能电子系统需求至关重要,挑战包括先进封装架构、材料和结构的集成,以及新型测试和认证方法的开发,特定应用的可靠性鉴定指南为行业提供标准[67][68][69] - 未来十年可靠性指标不会发生显著变化,但满足相同指标将更具挑战性,如果新材料、新工艺和新尺寸在设计过程中没有预先考虑可靠性,将达到非常困难[70] 成本性能权衡与未来趋势 - 理解Chiplet化的性价比权衡至关重要,较小的芯片组在良率、可重用性方面有优势,但更大的芯片组在功耗和成本方面更具优势,最佳芯片组尺寸因节点和应用而异[72] - 虽然当前技术将Chiplet化的性价比最优值设定为每个封装约10个芯片,但未来技术进步可以带来数量更多的芯片系统,预计将增加多达1000个不同尺寸的芯片和高达24层的3D堆叠[75] - 未来挑战和需求明确,需要新的设计工具包括数字孪生以支持协同设计,需要跨多尺度的多物理场分析模型,需要从基于焊料的互连过渡到无焊料互连[77] - 随着对更小尺寸、更轻重量和更低成本的需求增加,可靠性和测试挑战也随之而来,虽然认证指标可能不会显著变化,但达到相同指标将极具挑战性[70][77]
Chiplet黑科技,全球首个货架芯粒市场发布
半导体芯闻· 2025-10-14 18:26
公司核心技术方案 - 推出“功能解耦、灵活集成”的货架芯粒方案,通过通用型HUB Chiplet与功能型Functional Chiplet组合,解决传统ASIC SoC大芯片研发周期长、成本高、风险大的痛点 [3] - 通用型HUB Chiplet搭载12核ARM Cortex A72 CPU,支持PCIe 5.0 8lane、78GB/s DDR带宽及256GB/s D2D高速互联,集成视频/图像处理等核心通用IP [3][19] - 功能型Chiplet覆盖GPU和NPU两大品类,其中GPU芯粒具备1.3TFLOPS@FP32算力与32GPix/s像素填充率,NPU芯粒INT8精度算力达50TOPS,支持多精度运算 [3][19] 芯粒互联与封装技术 - 自主研发PB-Link车规级芯粒接口,遵循国内ACC1.0标准,支持8通道×32Gbps传输带宽,误码率<10⁻¹⁵,适配2D/2.5D封装及不同工艺制程互联 [4][11] - 接口通过-40℃~125℃全温度范围测试与ASIL-D认证,搭配全国产化封装、基板、测试供应链 [4][11] - 多类封装方案已验证成熟,包括1拖6、4拖10、4×2×2等形式,HUB芯粒可灵活级联,实测跑大模型整体效率超90% [5][13] 原型验证平台与成本优势 - 预告全球唯一的HUB+FPGA原型验证平台,集成12核ARM Cortex A72处理器及80TOPS高性能可重构协加速器,预计12月正式推出 [5][14] - 依托货架芯粒的复用性与模块化设计,可将传统芯片研发的NRE费用降至五分之一到十分之一,大幅缩短产品上市周期 [5][19] 行业影响与生态构建 - 芯粒技术成为破解高端芯片发展瓶颈的关键,公司方案以开放架构构建“IC设计商-IP提供商-封装企业”协同生态 [6][18] - IC设计商可直接采购标准化IP裸片,灵活组合成定制化方案,无需重复投入大IP流片 [6][18] - 方案助力企业快速切入AI、汽车电子、工业控制等高端芯片领域 [6]