先进封装战况加剧

文 | 半导体产业纵横，作者 | 鹏程

在半导体行业持续演进的进程中，先进封装技术已一跃成为各大晶圆大厂激烈角逐的战略要地。随着摩尔定律逐渐逼近物理极限，传统芯片制程微缩面临重重挑战，先进封装凭借其能够在不依赖制程工艺提升的前提下，实现芯片高密度集成、体积微型化以及成本降低等显著优势，完美契合了高端芯片向更小尺寸、更高性能、更低功耗发展的趋势，从而成为延续摩尔定律和超越摩尔定律的关键路径。

值得注意的是，近年来，除了风头颇盛的CoWoS外，CoPoS 、EMIB-T等新的先进封装技术又被提出，主要晶圆大厂纷纷加快脚步，在先进封装领域积极开启新一轮技术布局和竞争。

台积电：“化圆为方” 引领封装变革

台积电作为半导体制造领域的领军企业，在先进封装技术方面始终走在行业前沿。其推出的 CoPoS（
Chip-on-Package-on-Substrate）技术，以 “化圆为方” 的创新性理念，彻底颠覆了传统封装模式。传统的圆形晶圆在封装过程中存在一定的局限性，而 CoPoS 技术直接将芯片排列在大型方形面板基板上进行封装，这种设计堪称对现有 CoWoS-L 或 CoWoS-R 技术的矩形化革新。

从技术层面深入剖析，CoPoS 技术通过将传统圆形晶圆改为 310x310 毫米方形设计，极大地提升了单位面积的利用率。经测算，这一改进预计可降低约 15%-20% 的制造成本，成本优势十分显著。在产能布局方面，台积电规划在嘉义 AP7 厂区构建新一代先进封装技术 CoPoS 的量产工厂，目标是在 2028 年底至 2029 年实现量产。嘉义 AP7 厂区的规划充分彰显了台积电在先进封装领域的系统性投入。该园区分阶段建设 8 个产线单元，其中 P4 厂专门用于 CoPoS 量产，P2/P3 厂则优先支持 SoIC（晶圆级 3D 堆叠）技术，P1 厂为苹果 WMCM 多芯片模组保留专属产能。与传统封装重镇南科 AP8（主要聚焦 CoWoS）相比，AP7 厂区凭借更大的厂房空间以及更为完善的制程配套，将成为台积电整合 SoIC、CoPoS 等前沿封装技术的核心基地。

此外，台积电被曝已在为2026年苹果A20系列SoC（系统级芯片）的封装，启动了WMCM（Wafer-Level Multi-Chip Module，晶圆级多芯片封装）新工艺试生产准备工作。WMCM是一种在晶圆级将多颗芯片集成封装的技术，能够在保持高集成度的同时，显著缩小封装体积并提升信号传输效率。

英特尔：EMIB-T 技术的升级与拓展

英特尔在先进封装领域同样成果斐然，其推出的 EMIB（Embedded Multi-Die Interconnect Bridge）技术，即嵌入式多芯片互联桥，已经成功投入生产。该技术突破了光罩尺寸的限制，实现了多芯片之间的高速互联。在需要高密度互连的芯片部位，通过将硅片嵌入基板，形成高密度互连桥，而其他区域则通过基板进行互连。在同一个封装内，甚至在同一个芯片的不同区域，EMIB 互连和常规互连能够共存，台积电的 CoWoS-L 技术在一定程度上便是借鉴了 EMIB 技术。

在此基础上，英特尔进一步推出了 EMIB-T 先进封装技术。EMIB-T 通过引入硅通孔（TSV）技术，对芯片之间的电源传输和数据通信进行了优化。与传统的 EMIB 相比，它摒弃了悬臂式的供电方式，而是借助封装底部的 TSV 直接供电，这一改进有效地降低了电阻，从而能够更好地支持像 HBM4 和 HBM4e 这样的高性能内存。同时，TSV 技术还大幅增加了芯片间的通信带宽，并且兼容 UCIe-A 互联标准，数据传输速度超过 32 Gb/s。为了减少信号干扰，英特尔还在桥接器里加入了高功率的 MIM 电容器，确保信号传输更加稳定可靠。

在 2025 IEEE 电子器件技术大会（ECTC）上，英特尔分享了其封装技术的最新进展。除了在供电稳定性方面通过 EMIB-T 取得突破外，英特尔还计划通过探索高精度、大光罩热压键合（TCB）的先进工艺来提高封装的良率和可靠性。随着封装尺寸不断增大，集成多芯片的复杂程度也同步提升，热压键合技术的应用将有助于应对这一挑战。此外，随着封装变得越来越复杂，尺寸不断增大，热设计功耗（TDP）也在持续增加。为有效解决散热难题，英特尔正在研发全新的分解式散热器技术，以及新一代热界面材料。这些创新技术能够更高效地将热量从热源传递到散热器的各个部分，进而显著提升整体的散热效率，为高性能芯片的稳定运行提供坚实保障。

联电：加码 W2W 3D IC 先进封装

晶圆代工大厂联电在先进封装领域也展现出积极进取的姿态。近期，联电正考虑在南科收购瀚宇彩晶厂房，以大力推动其先进封装技术的发展。尽管联电对市场传言未作出直接回应，但公司高层明确表示，未来在中国台湾地区的产能规划将持续扩展，尤其是在先进封装领域将加大投入。

目前，联电在新加坡已成功建立 2.5D 封装产能，并掌握了晶圆对晶圆键合（Wafer-to-Wafer Bonding）技术，该技术在 3D IC 制造中起着至关重要的作用。此外，联电在南科运营的 Fab 12A 厂自 2002 年开始量产，现已顺利导入 14nm 制程，专注于高阶定制化制造。未来，联电将依据业务发展与整体战略规划，充分结合既有的晶圆对晶圆键合技术，持续在中国台湾推进更完整的先进封装解决方案。

针对未来扩产方向，刘启东指出，联电将不再局限于传统晶圆代工，也将跨足先进封装等高附加价值领域。目前公司在新加坡已建置2.5D封装制程，并具备晶圆对晶圆键合（Wafer to Wafer Bonding）技术，这是一项可在原子级层面进行晶圆堆叠的关键工艺，广泛应用于3D IC制造。联电在中国台湾的产线，也已具备该制程能力。

而就在去年，联电共同总经理王石曾表示，联电的 3DIC 解决方案已获得客户采用，首个应用为射频前端模组。联电不仅在 RFSOI 特殊制程方面有望实现市占率的显著增长，还会在内嵌式高压制程领域持续开拓客户资源。在先进封装领域，联电除了提供 2.5D 封装用的中间层（Interposer），还供应 WoW Hybrid bonding（混合键和）技术，首个采用该技术的案件来自其采用自家 RFSOI 制程的既有客户。

去年12月，有消息称，联电夺得高通高性能计算（HPC）产品的先进封装大单，预计将应用在AI PC、车用以及AI服务器市场，甚至包括HBM的整合。同时，这也打破了先进封装代工市场由台积电、英特尔、三星等少数厂商垄断的态势。联电未对单一客户做出回应，但强调先进封装是公司重点发展的方向，并会与智原、矽统等子公司及存储供应伙伴华邦共同打造先进封装生态系统。

三星：SAINT 技术构建 3D 封装新体系

三星在先进封装领域同样不甘落后，推出了 SAINT（三星先进互连技术）。SAINT 技术体系涵盖三种不同的 3D 堆叠技术：用于 SRAM 的 SAINT-S、用于逻辑的 SAINT-L 和用于在 CPU 或 GPU 等逻辑芯片之上堆叠 DRAM 的 SAINT-D。三星的新型 3D 封装方法别具一格，涉及将 HBM芯片垂直堆叠在处理器顶部，这与现有的通过硅中介层水平连接 HBM 芯片和 GPU 的 2.5D 技术截然不同。这种垂直堆叠方法成功消除了对硅中介层的需求，但需要使用复杂的工艺技术制造用于 HBM 内存的新基片。

在韩国国内市场，三星积极扩充封装设施。三星与忠清南道此前及天安市签订协议，计划在天安建设一座先进的HBM 封装工厂，占地 28 万平方米，并预计在 2027 年完成。此外，三星正在日本横滨建设 Advanced Packaging Lab （APL），专注于研发下一代封装技术。该项目将致力于支持高价值芯片应用，如 HBM、人工智能（AI）和 5G 技术。

AI 和 HBM推动先进封装方案进步

不难发现，晶圆大厂的先进封装方案大多聚焦于 HBM 内存堆叠。随着人工智能技术的迅猛发展，对高带宽内存（HBM）的需求呈爆发式增长。HBM 能够提供极高的数据传输速率和带宽，满足 AI 芯片在处理海量数据时对内存性能的严苛要求。先进封装技术通过将 HBM 芯片与处理器芯片进行高效集成，能够显著提升芯片系统的整体性能和能效比。特别是HBM4 的封装方式正在从传统的水平 2.5D 方法转向垂直 3D 堆叠。

以台积电为例，其先进封装技术如 CoWoS、CoPoS 等，为 HBM 内存与处理器的集成提供了可靠的解决方案。通过优化封装结构和互连技术，台积电能够实现 HBM 与处理器之间的高速数据传输，降低传输延迟，从而提高 AI 芯片的运算效率。英特尔的 EMIB-T 技术以及三星的 SAINT 技术，同样在 HBM 内存堆叠和集成方面具备独特优势，能够更好地支持高性能内存，提升芯片间的通信带宽和稳定性。

从市场需求来看，人工智能应用的快速发展，如深度学习、大数据分析、自然语言处理等，对计算能力和内存带宽提出了前所未有的要求。AI 芯片作为这些应用的核心驱动力，需要借助先进封装技术将 HBM 内存与处理器紧密集成，以实现更高的性能和更低的功耗。因此，各大晶圆大厂纷纷围绕 HBM 内存堆叠布局先进封装方案，旨在满足 AI 市场的巨大需求，抢占人工智能时代半导体市场的制高点。