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先进封装,正在接过摩尔定律的下一棒

一场西安会议里,藏着算力竞赛的下一个底座

先进封装,正在接过摩尔定律的下一棒。

8月5日—7日,第27届电子封装技术国际会议(ICEPT 2026)在西安召开。三天议程里排的都是2.5D/3D封装、Chiplet异构集成、混合键合相关的专题。组委会同期开了"国际混合键合研讨会""共封装光学研讨会""先进封装与系统集成EDA技术应用论坛"三个分论坛,传统封装相关议程几乎不见踪影。

把这个信号放进行业的供需曲线里看,会更清晰:制程微缩的边际收益正在迅速衰减,先进封装被推到了算力堆叠方案的核心位置。Yole Group今年7月17日发布的《Status of the Advanced Packaging Industry 2026》给出的最新测算:2025年全球先进封装市场规模为550亿美元,预计到2031年超过1200亿美元;到2031年,先进封装将占整个半导体封装营收的多数席位。

Yole高级分析师Bilal Hachemi在报告中说:"先进封装已经不再是后端流程的边角料,它成了决定AI算力可用性、内存带宽、供电能力和系统成本的物理层。这是一个结构性转变,不只是一轮增长周期。"

翻译成产业语言:封装环节的决定权开始向上游位移,整条供应链的节点和利润分布都要重新画一遍。

一、Chiplet:换一条路把芯片做大

先进封装要回答的第一个问题是:单颗芯片做不大怎么办?

过去十年的行业默认做法,是让晶体管密度按节点翻倍。从28nm到7nm到3nm,每一代制程都让单颗芯片的晶体管数量再上一个台阶。但到了2nm以下,栅极长度已经接近几个原子层,量子隧穿、互连电阻、漏电流、散热等问题集中出现,继续微缩的成本曲线迅速变陡。

Chiplet架构提供了一条替代路径:把单颗大尺寸芯片拆成几颗面积较小的小芯片(chiplet),每颗用最合适的工艺节点单独制造,再用先进封装技术拼回一个完整系统。这条路径的性能上限,由芯片间互连的带宽和延迟决定,而不是某一个制程节点的物理极限。

UCIe联盟正在为这条路径做标准化。UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)是一个开放的Die-to-Die互连标准,2022年由Intel、AMD、Arm、台积电、三星等公司共同发起。联盟在2024年发布2.0规范,2025年8月6日发布3.0规范。

根据UCIe联盟官网(uciexpress.org)的规格说明,3.0版本的核心变化有两条:数据速率提升到48 GT/s和64 GT/s两个档位,是2.0版本32 GT/s的两倍;同时引入运行时重校准、扩展边带传输(覆盖距离延伸至100毫米)、连续传输协议等改进,并保持对前几代规范的完全向后兼容。

这条标准的产业含义比较直接:Chiplet之间"对话"的带宽在一年内翻了一倍。对于HPC和AI加速器这类重数据搬运的负载,封装端带宽翻倍,相当于在不依赖最新制程的前提下,把系统有效算力再拉高一档。

国内对UCIe标准的接入也在跟进。芯动科技(InnoSilicon)的官网页面公开列出了基于UCIe协议的Chiplet IP解决方案(INNOLINK);长电科技、通富微电、华天科技等头部封测厂商也在投资者互动中披露了Chiplet相关技术储备。

二、混合键合:从微米向亚微米推进

如果说Chiplet回答的是"怎么切",那混合键合(Hybrid Bonding)回答的就是"怎么拼"。

传统封装的芯片间互连方式是微凸块(micro-bump),在两个芯片的焊盘之间塞上直径几十微米的锡球。这种工艺的好处是成熟、便宜,问题也清楚:当芯片间需要传递的数据量越来越大,每平方毫米能塞下的凸块数量就成了天花板。

混合键合换了一条路线。它用铜-铜直接键合替代锡球凸块,让两个晶圆的铜柱在晶圆级别直接对接,中间没有焊料,也没有焊盘间距的限制。结果是单位面积互连密度(bandwidth density)可以比传统凸块工艺高出一个量级。代价是工艺难度陡升:两片晶圆要在纳米级平整度下对准、共晶键合,任何颗粒污染都可能让整片晶圆报废。

Intel在先进封装上的代表方案是Foveros Direct 3D。Intel Foundry在2025年11月发布的《Foveros Direct 3D Technology Brief》中给出了关键技术参数:Foveros Direct 3D采用铜-铜直接键合(bumpless bonding),互连间距可以做到sub-10μm(小于10微米),相比传统微凸块技术,互连密度可提升约10倍。

Intel把这条路线纳入了Foveros系列的演进框架:传统封装 → Foveros 2.5D(横向拼接) → EMIB 3.5D(嵌入式硅桥) → Foveros Direct 3D(垂直混合键合)。每一档技术背后,对应一次互联密度的量级提升。

图1:Foveros Direct 3D 原理图。Intel Foundry官方技术简报《Foveros Direct 3D Technology Brief》, 2025年11月。

图2:Foveros Direct 3D 键合横截面。铜柱在两片晶圆之间直接连接,键合界面里没有传统封装中的underfill和焊料层。来源:Intel Foundry官方技术简报。

官方简报把这条路线的产业价值总结为五点:性能优化、热管理增强、空间效率提升、异构集成经济性、可扩展性。措辞克制,但同行已经在"AI芯片竞争的关键基础设施"层面来谈这件事。

三、CoWoS、台积电与咽喉节点

先进封装的市场结构,长期由一家公司主导——台积电。

台积电的CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)是当前AI加速器几乎绕不开的封装工艺。从英伟达的Hopper、Blackwell系列,到AMD的MI300,再到谷歌TPU、亚马逊Trainium,背后用的都是CoWoS。这套工艺的本质是把一颗或多颗大尺寸逻辑芯片与数颗HBM高带宽内存,通过硅中介层(silicon interposer)集成在同一个封装基板上。

台积电把自家封装技术平台统称为3DFabric,由三条主线构成:

CoWoS:2.5D封装,以硅中介层为载体,承担AI加速器和HBM集成的主力工艺

InFO(Integrated Fan-Out):扇出型封装,以高密度RDL为主要互连层,主要面向移动SoC

SoIC(System on Integrated Chips):3D堆叠,采用混合键合,面向下一代Chiplet

TSMC研究页(research.tsmc.com)把这三类技术统称为异构集成(Heterogeneous Integration, HI)的三大支柱,并指出SoIC的关键优势是"超高3D互连密度与超低键合延迟",主要面向能效敏感的下一代计算系统。

CoWoS产能瓶颈,是过去两年AI芯片供应链最显性的痛点。台积电CoWoS产能从2023年到2025年逐步从12K晶圆/月爬升到80K晶圆/月,2026年目标在120K/月左右。即便如此,需求侧的紧张仍未缓解——台积电、三星、日月光、Amkor同步扩产,但项目交付时间普遍集中在2027—2028年。

Yole在报告里点出了一种新的供应链结构:先进封装正在围绕少数几个"产能门槛玩家"集中:台积电的CoWoS、Ajinomoto的ABF基板、Nittobo的T-glass。这意味着AI封装的两个咽喉节点事实上落在了日本和台湾。配套的产能也呈现集中态势:ASE、PTI、Amkor、TSMC、SK hynix、Ibiden、Unimicron都在扩产,但项目完工时间集中在2027—2028年。

报告还提了一个容易被忽略的滞后指标:测试产能比封装产能滞后约一年。即便头部厂商的封装产能在2027—2028年陆续释放,对应的测试产能瓶颈要到2028—2029年才会缓解。先进封装的下一道墙,已经从制造端移到了测试端。

四、国内的回应:274亿在进场,但还有代际差距

国内的反应集中在两个方面:扩产与技术追赶。

2026年上半年,长电科技、通富微电、华天科技、甬矽电子四家国内封测龙头累计公告的扩产金额超过274亿元,资金几乎全部投向先进封装产线,应用方向集中在AI GPU、HBM、Chiplet、高性能计算服务器。

具体到主要公司(数据来源为公司公告或半年报预告):

长电科技:上海临港78亿元新厂项目,2026年固定资产投资预算约100亿元

通富微电:拟定增募资不超过44亿元,瞄准存储芯片封测、汽车电子、高性能计算

华天科技:南京30亿元存储封装产能加码

业绩数据也在反映这条产业逻辑。长电科技2025年营收388.7亿元,其中先进封装收入约270亿元,占比69.5%;2026年7月14日发布的半年度业绩预告显示,上半年归母净利润同比增长63.48%—101.70%。通富微电2026年一季度归母净利润同比增长224.55%,当期归母净利润反超长电科技。

图3:Intel Foundry整理的封装技术演进路径。从左至右:FCBGA 2D → FCBGA 2D+ → EMIB 2.5D → EMIB 3.5D → Foveros 2.5D → Foveros Direct 3D。每一档对应一次互联密度的量级提升。国内厂商在EMIB对标的硅桥方案上仍处于研发或小批量阶段,与图中最右侧的两档仍有可见距离。来源:Intel Foundry官方技术简报。

国内封测企业的现状可以这样描述:在体量上已经是规模玩家,但在能定义标准的先进节点上,距离Intel Foveros Direct 3D和台积电SoIC的下一代工艺仍有一到两个技术代际。274亿元的资本开支,更多是把这段距离从"几个世代"压缩到"一个世代",而不是直接跳过。

五、回到西安这场会议

把视线拉回这场会议本身。

ICEPT(International Conference on Electronic Packaging Technology)是亚洲规模最大的电子封装技术会议之一。本届是第27届,议程覆盖2.5D/3D封装、Chiplet异构集成、混合键合、晶圆级封装、光电共封装、系统集成EDA等方向。

会议专门设置的"国际混合键合研讨会",议题大概率会集中在两个方向:键合间距如何从1μm继续向亚微米演进,良率如何随间距缩小保持可控。这两个问题的答案,决定了未来三到5年CoWoS和SoIC类方案的产能曲线。

"共封装光学研讨会"对应的是CPO(Co-Packaged Optics)——把光引擎与交换芯片封装在同一个基板上。这条路线和混合键合是同源技术,都依赖亚微米级的对准与互连。博通、Marvell、Intel、台积电都在这条路线上推进,国内的长电科技、华工科技、中际旭创也已布局。

把这一组事实放在一起:会议本身是技术论坛,背后是工艺、产能、标准的同步演进,再背后是AI算力对互联带宽与密度的硬需求。这条链条上的每一环,都指向同一个判断——先进封装正在成为这一轮算力竞赛的底座。这场西安会议,只是其中一个观察窗口。

http://www.jsqmd.com/news/1379932/

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