从CoWoS到玻璃基板:一场正在发生的封装革命
7月以来,先进封装赛道动作频频:台积电嘉义科学园区二期正式动土,将新建3座封装厂,聚焦HBM高带宽存储封装与AI服务器光子互连封装两大核心赛道;长电科技宣布投资78亿元在上海临港建设高端先进封测工厂,注册资本达40亿元;日月光正处在公司史上规模最大的建厂扩张周期。执行长吴田玉透露,2026年日月光全球六座新建封测厂区同步动工,扩张力度为历年之最........这一连串动作的背后,是一个正在被全行业重新认知的事实:先进封装已从后端工艺,转变为AI人工智能周期的核心产能瓶颈。
在上一个半导体周期中,瓶颈通常是晶圆产能、领先的前端节点准入或光刻技术。而在AI驱动的新周期中,瓶颈已转移到将逻辑、HBM、IC基板、中介层、桥接层、RDL、散热解决方案和测试集成到一个高良率系统中的能力。封装,正在成为计算供应的基本单元。
CoWoS产能排期已到2028年
据瑞穗亚洲最新预测,台积电CoWoS月产能将在2026年底达到14万片,2027年进一步攀升至19-20万片,较此前预测大幅上调。但即便如此,供需缺口依然显著:目前行业整体供需缺口约20%,订单排期普遍延至2027年,部分定制化项目甚至顺延至2028年上半年。
更具信号意义的是,6月22日台积电正式通知全球客户,停止接受2027年第一季度之后的CoWoS-L新产能预订。这意味着,英伟达、博通、AMD等头部客户早已锁定未来一年多的产能,新进入者想要拿到CoWoS产能,窗口期正在快速关闭。
技术路线也在快速迭代,台积电目前已量产全球最大的5.5倍光罩尺寸CoWoS,良率超过98%,支持20个HBM的14倍光罩尺寸CoWoS将于2028年量产,可整合24个HBM的更大尺寸版本,则计划于2029年就绪。每一次光罩尺寸的跃升,都意味着单颗芯片能够集成更多HBM堆叠,算力密度再上一个台阶。
先进封装三条技术路线并行演进
当前,先进封装的技术路线图,正沿着三个方向同步演进,它们并非独立趋势,而是对同一系统问题的不同应对方案:AI硬件需要更高的带宽、更近的内存距离、更高的芯片灵活性、更低的延迟、更低的每比特能耗、更优的供电能力,以及更易管理的散热。
2.5D/3D堆叠:AI加速器的核心底座
2.5D/3D仍然是AI加速器时代的核心技术。台积电CoWoS是当前的参考平台,解决了在高带宽互连基板上放置大型逻辑芯片和多个HBM堆叠的迫切需求。硅中介层可提供高密度布线、均匀的HBM访问和高性能,但同时也带来了成本、光罩、面积和容量方面的限制。
因此,技术争论的焦点已从"是否需要2.5D"转向"哪种2.5D架构扩展性最佳"。台积电CoWoS仍然占据主导地位,日月光的FOCoS和安靠的2.5D/HDFO产品线正在扩展,而英特尔的EMIB/EMIB-T正在成为最可靠的基于桥接技术的替代方案。关键的技术转变在于"选择性硅":在带宽承载需求的地方使用高密度硅,而在有机布线、桥接布线或扇出布线能够满足需求的地方,则避免构建完整的大面积硅中介层。
玻璃基板:下一代中介层的角逐
硅中介层的尺寸限制,催生了玻璃基板这一新赛道。2026年6月,台积电正式发布CoWoS玻璃基板开发计划,联合揖斐电(Ibiden)与群创光电进行产业化验证——前者负责上下两层积层ABF薄膜制造,后者提供大尺寸超薄低膨胀玻璃基材与面板级加工工艺配套。
三星也不甘落后,三星电子与三星显示正联合开发下一代玻璃中介层,有望降低高性能芯片的封装成本。Trumpf等设备厂商更是直言,玻璃基板将成为芯片封装的下一个战场。相比硅中介层,玻璃基板在大尺寸、低膨胀、成本控制上具有显著优势,尤其适配端侧AI对成本、散热、电性能的严苛要求。随着CoPoS等技术的成熟,玻璃基板有望成为先进封装从"高端稀缺"走向"规模普及"的关键变量。
CPO共封装光学:突破铜互连的物理极限
当数据速率越来越高,铜互连的损耗与延迟成为新瓶颈,共封装光学器件(CPO)应运而生——将光引擎与交换芯片封装在一起,缩短电信号传输距离,大幅降低功耗与延迟。这也是台积电嘉义二期重点布局的方向之一。AI服务器光子互连封装,正是支撑下一代高算力集群的关键技术。从CoWoS到CoPoS,从电互连到光互连,封装正在从"芯片的容器"转变为"系统的架构"。
先进封装高端产能稀缺,设备与材料同步受益
市场正进入高资本支出阶段,AI/HPC、HBM、定制ASIC、AI服务器、CPO以及高端基板的全面短缺。先进封装领域的总资本支出已接近170亿美元,IDM、晶圆代工厂和OSAT纷纷加码。台湾、日本和韩国在关键领域占据主导地位,美国和中国则大力投资以建立国内能力,印度也在从传统封装向先进封装转型。
同时,产能扩张直接拉动了半导体制造设备的需求升级。先进封装对设备精度、复杂度的要求远超传统封装——TCB热压键合设备、铜-铜混合键合设备、HBM专用测试设备、大尺寸基板处理设备、扇出型RDL光刻设备等,都成为新的增长引擎。从前道的晶圆制造设备(刻蚀、薄膜沉积、CMP),到后道的封装测试设备,整条设备链都在受益于先进封装的产能扩张。关键材料端同样紧俏,ABF载板、光刻胶、CMP抛光液等上游原材料,与封装产能形成了连锁式的供需传导。
内容来源:集成电路创新
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