日媒：中国简直逆天！我们砸5000亿严防死守的技术，还是被反超

过去，封装常被视为附属环节，但在人工智能时代，它已经成为决定算力上限的关键技术之一。全球高端封装长期由台积电以及日本企业主导，日本龙头厂商也在加码投资扩产，以巩固在高端封装基板等核心环节的优势。

与此同时，中国大陆企业正加速追赶。以江苏江阴的长电科技为代表，先进封装产能近年来快速增长，先进封装收入占比持续提升，逐步向高端异构集成领域突破；通富微电等企业也通过并购和绑定国际客户，进入全球高性能芯片供应链。先进封装正在成为全球半导体竞争的新焦点。

我们制造硅芯片，从存储器供应商那里获得 HBM，然后在封装厂中构建有机中介层，并进行拾取和放置。但目前，台积电几乎将所有这类芯片，即使是美国制造的芯片，都送回台湾进行封装。

现代高性能芯片由许多更小的芯片在封装步骤中被保护、测试和粘合在一起，而且这一过程几乎都在亚洲进行。这种情况即将改变。台积电即将在其位于亚利桑那州的新芯片制造厂附近兴建两座新的先进封装工厂。

过去，封装常常被忽略，但现在它和芯片本身一样重要。产品所用的硅部件必须装入封装后才能出货。目前，英伟达已预定了台积电领先的 CoWoS 封装技术的大部分产能。据报道，由于产能被大量预订，台积电已将部分封装业务外包给第三方。如果不进行资本支出投资以应对未来几年晶圆厂产量的激增，封装很快就会成为瓶颈。

英特尔是另一家主要厂商，其 EMIB 封装技术主要在越南和马来西亚进行，但这家总部位于美国的芯片制造商现在正在美国的新墨西哥州和亚利桑那州进行部分先进封装。我们参观了洁净室，了解封装过程。芯片或晶粒被安装在基板或封装上。

我们走访了台积电和英特尔，了解先进封装的含义、重要性，以及供应链受限对英伟达竞争对手的影响，以及满足人工智能芯片持续增长需求的能力。

制造世界上最先进的微芯片成本高昂且工艺复杂，因此只有三家公司运营领先的晶圆厂：台积电、英特尔和三星。这三家公司也是先进封装领域的领导者。无论是英伟达、AMD 或英特尔的 GPU 或 CPU，还是亚马逊或谷歌的定制 ASIC，每个芯片都必须组装到系统中，才能与外界交互，并连接到电路板和服务器系统。

封装的主要功能是保护和存放芯片，并帮助芯片快速高效地连接到系统。芯片表面会涂上保护材料以便搬运和安装，并经过严格的环境测试。随着人工智能时代芯片复杂度的指数级增长，标准封装发展为先进封装。

过去，大多数芯片由单一晶圆制成。现在许多芯片采用不同技术，甚至在不同地点制造，然后合并成一个大型芯片。这需要先进封装技术实现互连。这种将多个硅片组合在同一封装内并互连的方式，是摩尔定律在三维空间中的延伸。

首先对单个芯片进行凸点处理，在硅表面添加微米级金属凸点作为电信号连接点。随后将芯片拾取并放置到基板上。基板由多层树脂材料构成，通过铜线路将信号传输到芯片并分配电源。英特尔也在投资玻璃基板，以更好地控制和实现人工智能系统所需的精细特征。

随着英伟达等公司提高芯片密度和性能，对先进封装的需求迅速增长，需要在一个封装内集成更多 GPU 和更多高带宽内存。由于人工智能需求超出预期，先进封装产能出现短缺。

像 CPU 这样的芯片采用 2D 或倒装芯片封装方式，直接安装在基板上。对于 GPU 等更复杂的人工智能芯片，则需要 2.5D 封装技术。台积电于 2012 年推出 CoWoS 技术，现已被英伟达、谷歌、亚马逊和联发科等客户采用。

在 2.5D 封装中，芯片并排排列，底层通过中介层进行通信。中介层由高密度布线的附加层组成，作为多个芯片之间的桥梁，使紧密互连成为可能。这对于将高带宽存储器堆栈直接安装在计算单元旁边至关重要。通过 CoWoS，可以将 HBM 内存高效地置于计算单元附近。

台积电的 CoWoS 技术经历了多个版本，从 CoWoS-S 到 CoWoS-R，再到 CoWoS-L。CoWoS-L 应用于英伟达 Blackwell GPU。由于英伟达预订了大量产能，市场对 CoWoS 的供应表示担忧。

英特尔在 2017 年推出 2.5D 封装技术 EMIB。EMIB 不使用完整的中介层，而是在基板内嵌入硅桥，使高带宽存储器与逻辑芯片通信，从而节省材料和成本。

三星将其 2.5D 封装技术称为 I-Cube。各厂商都在研发 3D 封装技术。三星的 3D 技术称为 X-Cube，英特尔为 Foveros Direct，台积电为 SOIC。3D 封装将芯片上下堆叠，使其像单一芯片一样工作。芯片间距越小，通信所需功率越低，从而提高能效。

台积电表示，采用 SOIC 封装的产品仍需几年时间才能面世。三星、SK 海力士和美光等存储器公司已经使用 3D 封装技术堆叠高带宽存储器芯片。为了更快推出 HBM，相关公司正在采用混合键合技术，以平面铜焊盘替代凸点，实现更高密度和更佳电气性能。

目前绝大多数先进封装技术集中在亚洲。对美国而言，挑战主要涉及国家安全和地缘政治风险。台积电目前 100% 的封装在台湾完成，即使亚利桑那州生产的芯片也需运往台湾封装。

历史上，封装产业在 20 世纪 70 年代转移至亚洲，主要因为成本和劳动力因素。如今生产流程大量自动化，各国因地缘政治和供应链问题推动生产回流。台积电将在亚利桑那州建设首批两座封装工厂，以提升本土封装能力并缩短周转时间。

英特尔在中国、越南和马来西亚完成大部分最终封装，但在美国的新墨西哥州、俄勒冈州和亚利桑那州进行部分 EMIB 和 Foveros 芯片制造。钱德勒工厂靠近英特尔 18A 晶圆厂，该厂计划于 2025 年底开始量产。

在英特尔先进封装实验室，来自晶圆厂的芯片通过大量细小导线连接到系统中。自 2022 年以来，英特尔已拥有亚马逊和思科等封装客户。埃隆·马斯克与英特尔合作，为 SpaceX、xAI 及未来的特斯拉封装定制芯片。英伟达也寻求与英特尔合作进行芯片封装。

芯片公司希望向美国政府表明愿意与英特尔合作，而封装成为较低风险的合作方式。拥有先进设备和工程师的晶圆厂重要，但封装同样关键。

部分流程由第三方封装公司承担，例如 Amkor 正在亚利桑那州建设封装厂。越来越多的先进工序也交由 OSAT 公司完成，以缓解产能压力。