后摩尔时代：先进封装崛起，国产AI芯片迎机遇

摘要： 后摩尔时代：先进封装的崛起与挑战芯片制程的瓶颈与封装技术的突破半导体行业，就像一位步入中年的武林高手，身法已臻化境，却也面临着体能的自然衰退。当芯片制程工艺逼近物理极限，摩...

后摩尔时代：先进封装的崛起与挑战

芯片制程的瓶颈与封装技术的突破

半导体行业，就像一位步入中年的武林高手，身法已臻化境，却也面临着体能的自然衰退。当芯片制程工艺逼近物理极限，摩尔定律的光环逐渐褪色，我们便进入了所谓的“后摩尔时代”。这意味着，单纯依靠缩小晶体管尺寸来提升芯片性能的方式，越来越难以奏效。 面对工艺的極限，各大厂商开始寻找新的突破口。与其死磕那“最后一纳米”，不如另辟蹊径，在封装技术上做文章。就像在蘇花公路遇到瓶頸時，与其炸山开路，不如考虑一下优化道路设计，提升车辆通行效率。而“先进封装”技术，正是在这样的背景下应运而生，它不再拘泥于传统封装的框架，而是在封装密度、性能、以及功能上实现了质的飞跃。

先进封装：定义、演进与核心价值

那么，什么是先进封装？简单来说，它就是一种通过创新的封装技术，将多个芯片或芯片的不同功能模块，以更高的密度集成在一起的技术。这就像堆積木，以前只能一层层往上垒，现在可以把积木横着竖着斜着拼，组合出更复杂、更强大的模型。 与传统封装相比，先进封装更注重集成度、性能优化和成本效益。它不仅能够提升芯片的性能，还能在一定程度上降低成本，并实现更小的封装尺寸。这对于AI、HPC、5G等前沿领域至关重要，因为这些领域对芯片的性能、功耗和尺寸都有着极高的要求。 就像苗博雅在質詢時提出的，我们要用更具前瞻性的眼光看待技术发展，不能只盯着眼前的利益，更要看到长远的战略价值。先进封装技术，正是这样一种具有战略价值的技术，它将成为推动未来科技发展的核心引擎，也是各家厂商必须紧抓的下一个战略高地。

先进封装技术详解：从传统到CoWoS

半导体封装的分级与作用

半导体封装，是芯片制造过程中至关重要的后道工序，就像是给辛辛苦苦培育出的珍贵幼苗穿上一层保护衣，让它免受外界环境的侵害，能够茁壮成长。具体来说，封装的作用主要体现在四个方面：一是为芯片和印制线路板之间提供可靠的电气互联，确保信号能够畅通无阻地传输；二是为芯片提供机械支撑，防止其在运输和使用过程中受到损坏；三是为芯片提供机械和环境保护，抵御潮湿、腐蚀等恶劣环境的影响；四是为芯片提供良好的导热通道，及时散发芯片工作时产生的热量，防止芯片过热而失效。 从广义上讲，封装工艺可以分为0级到3级封装等四个不同等级，其中0级封装为晶圆切割，1级封装为芯片级封装。我们可以把0级封装理解为把一大块蛋糕（晶圆）切成小块，而1级封装则是把这些小块蛋糕进行精美的包装，使其更易于食用和保存。2级封装负责将芯片安装到模块或电路卡上，3级封装则将附带芯片和模块的电路卡安装到系统板上，最终形成我们所看到的完整电子产品。

封装技术的演进：从DIP到先进封装

封装技术的发展历程，就像一部波澜壮阔的科技史诗，见证了电子设备不断小型化、集成化的发展趋势。 早期的封装技术主要以双列直插封装DIP为主，这种封装方式简单粗暴，但体积庞大，难以满足电子设备日益小型化的需求。到了20世纪80年代，封装技术迎来第一次重大变革，从通孔插装进入到表面贴装时代，SOP、LCC以及QFP等封装形式应运而生。这就像是房屋建筑从砖瓦结构升级到钢筋混凝土结构，大大提升了建筑的强度和稳定性。 20世纪90年代中期至2000年后，随着封装尺寸进一步缩小以及工作频率增加，CSP、WLP、SIP、2.5D/3D封装等开始出现，半导体封装正式进入先进封装时代。如果说之前的封装技术只是在平面上做文章，那么先进封装技术则是在三维空间上进行创新，实现了芯片集成度的质的飞跃。 就像孔令奇的音乐一样，封装技术也在不断突破自我，追求更高的艺术境界。

CoWoS技术：异军突起的先进封装方式

在众多先进封装技术中，CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）技术无疑是近年来备受瞩目的焦点。CoWoS技术通过将芯片与晶圆直接结合，极大地提升了集成度和性能，为OSAT企业带来了新的发展机遇。 我们可以把CoWoS技术想象成一种“芯片大 объединение”，它将多个芯片整合到一个封装中，就像把不同的乐器组合成一个交响乐团，从而演奏出更加美妙的乐章。CoWoS技术的关键在于其能够实现芯片之间的高密度互联，从而缩短信号传输距离，降低功耗，并提升整体性能。尤其是在高性能计算、人工智能等领域，CoWoS技术更是发挥着举足轻重的作用。 正如威力彩一样，CoWoS技术也给半导体产业带来了无限的想象空间，它将引领封装技术走向更高的境界，为未来的科技发展注入强大的动力。

国产AI芯片需求井喷：先进封装的新引擎

先进封装的应用领域与市场前景

先进封装技术，就像一位多才多艺的演员，在各个领域都能找到用武之地。从人工智能（AI）、高性能运算（HPC），到5G、AR/VR，先进封装的身影无处不在。它能提升芯片性能和生产效率，满足不同应用场景的需求。这意味着，无论是需要强大算力的AI服务器，还是追求轻薄便携的AI手机，都离不开先进封装技术的支持。 而随着这些领域的快速发展，先进封装的市场前景也一片光明。数据显示，先进封装在整体封测市场的比重正在不断提升，这表明越来越多的厂商开始意识到先进封装的重要性，并加大对其的投入。 就像白馨儒在體操項目中展現的驚人潛力，先進封裝技術也正在半導體產業中爆發出巨大的能量。

AI芯片对先进封装的迫切需求

在AI芯片领域，先进封装技术的应用尤为关键。 随着人工智能技术的飞速发展，AI芯片对于计算速度和算力的要求也水涨船高。这就使得高速信号传输、优化散热性能、实现更小型化封装、降低成本、提高可靠性以及实现芯片堆叠等成为封装领域新的追求。而先进封装技术，恰好能够满足这些需求。 我们可以把AI芯片比作一位追求极致速度的赛车手，而先进封装技术则是为他量身打造的顶级赛车，能够帮助他突破速度极限，赢得比赛。 例如，HBM（高带宽存储）通过使用先进封装技术（如TSV硅通孔技术）垂直堆叠多个DRAM，将原本在PCB板上的DDR内存颗粒和GPU芯片同时集成到SiP封装中，使内存更加靠近GPU，既可以节约芯片面积、降低功耗，还可以突破I/O管脚的数量限制进而突破内存带宽的限制，是新一代内存解决方案。 就像布萊頓 對 利物浦的精彩对决，AI芯片与先进封装的结合，也将在科技领域上演一场场精彩的对决。

国产AI芯片的崛起与机遇：别讓主權基金也錯過

此前，国内AI芯片市场主要由英伟达等海外巨头占据。但随着年初国产开源大模型的火热，带动大模型一体机爆火，国产AI芯片需求迎来一波爆发。 这就像在沉寂已久的中国电影市场，突然涌现出一批优秀的国产电影，打破了好莱坞大片的垄断，赢得了观众的喜爱。 随着国产AI芯片的不断更新，对于先进封装的需求也越来越高。无论是华为的昇腾系列，还是百度的昆仑芯系列，都需要先进封装技术的加持，才能充分发挥其性能优势。 就像劉揚偉所強調的，我们要抓住国产AI芯片崛起的机遇，加大对先进封装技术的投入，打造完整的产业链，才能在未来的竞争中占据有利地位。别讓主權基金也錯過。

先进封装的经济效益：以英伟达H100为例

不仅市场需求和空间在不断上扬，先进封装本身的经济效益也节节攀升。 以英伟达的H100芯片为例，据业内人士透露，这颗超高算力的GPU芯片总价约为3000美元，其中晶圆制造成本只占200美元，而先进封装的成本则达到723美元，大约是晶圆制造的3.6倍。 这就像一件精美的艺术品，原材料的成本可能不高，但经过精湛的工艺加工，其价值便会成倍增长。 先进封装的成本占比如此之高，也反映了其在芯片性能提升中的重要作用。随着先进制程的提升越来越困难，先进封装已成为角逐半导体和AI产业的关键，先进封装市场空间将会呈现井喷式发展。正如蔡力行所预言的，先进封装将成为未来半导体产业的“黄金赛道”，吸引越来越多的企业和资本涌入。

国产设备突围：打破技术封锁，加速国产替代

传统封装设备的国产化现状

传统的封装设备，就像是农田里那些简单的耕作工具，技术难度相对较低，经过多年的发展，目前已经基本实现了国产化。这意味着，国内的封装企业，在生产传统封装的芯片时，可以摆脱对海外设备的依赖，降低生产成本，提高自主可控性。 然而，随着半导体技术的不断发展，传统的封装方式已经难以满足高端芯片的需求。这就需要更先进的封装技术和设备来支撑。 就像莊宗輝在圍棋上的精妙布局，国产封装设备也需要在传统的基础上不断创新，才能在未来的竞争中占据优势。

先进封装设备国产化的挑战与机遇

先进封装设备，就像是高精度的数控机床，技术难度极高，国产化的进程一直较为缓慢。 并且在过去，由于市场对先进封装的需求较为低迷，使得先进封装设备的国产化发展一直难以取得明显的进展。 这就像在人迹罕至的深山里开路，难度极大，而且短期内也看不到收益。 但如今情况发生了改变，随着国产AI芯片越来越多地采用CoWoS等先进封装技术，这极大地推动了键合设备、电镀设备、光刻设备等先进封装设备的需求增长。 这就像原本默默无闻的旅游景点，突然因为一部热门电影而声名鹊起，吸引了大量游客。 同时由于国产半导体设备厂商近年来在前道制程进展迅速，而前道工艺和先进封装采用的技术类似，也为先进封装设备的开发奠定了坚实的基础。 国内半导体产业在封测环节具备较强的全球竞争力，也为设备国产化提供了有力的支撑。国内头部封测企业积极进行技术升级，加速导入国产设备，从而进一步降低了对进口设备的依赖程度。

国产设备厂商的突破性进展

目前，国内的半导体设备厂商在先进封装领域已经取得了一些关键进展： 华卓精科针对HBM芯片制造的关键环节，独立研发了一系列高端设备，包括混合键合设备（UP-UMA HB300）、熔融键合设备（UP-UMA FB300）、芯粒键合设备（UP-D2W-HB）、激光剥离设备（UP-LLR-300）和激光退火设备（UP-DLA-300），打破了国产HBM芯片的发展瓶颈，为我国存储产业的自主化发展提供了强大的动力。 普莱信智能作为国内唯一具备CoWoS级TCB设备自主研发和生产能力的企业，其技术突破彻底改写了国产设备“跟随者”的角色：其与客户联合开发的Loong系列TCB设备，采用自研“超精密高温纳米运动平台”和“多光谱视觉定位系统”，实现在450度高温，升温速率150度，降温速率50度，±1μm的芯片贴装精度，支持130×130mm超大芯片键合，较国际同行同级别设备效率提升25%；Loong系列兼容晶圆级（12英寸）、板级（620×620mm）封装，支持HBM堆叠等全流程工艺；本次工艺测试的完成，标志着国产TCB设备正式迈入一个全新的阶段。 北方华创的首款12英寸电镀设备（ECP）——Ausip T830，专为硅通孔（TSV）铜填充设计，主要应用于2.5D/3D先进封装领域。电镀作为物理气相沉积（PVD）的后道工艺，其设备与PVD设备协同工作，广泛应用于逻辑、存储、功率器件、先进封装等芯片制造工艺。在工艺流程中，PVD设备首先在槽/孔内形成籽晶层，随后电镀设备将槽/孔填充至无空隙。 盛美上海认为，CoWoS、Fan-Out等先进封装技术将迎来快速增长期。因此，该公司对电镀设备在先进封装领域的应用前景持乐观态度。产品方面，盛美上海面板级水平电镀设备取代了垂直式电镀设备，针对半导体制造过程中面板级封装环节提出了创新性的解决方案，确保面板具有良好的均匀性和精度，避免了电镀液之间的交叉污染，提升芯片质量和电镀效率的同时降低了成本。 青禾晶元最近也发布了全球首台独立研发C2W&W2W双模混合键合设备：SAB 82CWW系列，可应用于存储器、Micro-LED显示、CMOS图像传感器、光电集成等多个领域。 华封科技去年也发布了A系列新机——AvantGo A2（仙女座），这是一台拥有1.5um超高精度的晶圆级贴片设备，同时具备业界领先的超快产出速度（UPH高达3.5K）。 这些突破性的进展，就像一颗颗闪耀的明星，照亮了国产设备前进的道路，也让我们看到了打破技术封锁，实现国产替代的希望。

设备厂商的投资与创新：迎接CoWoS产能爆发

有业内人士表示，先进封装目前已经是整个半导体领域创新最多、投资最集中的细分领域。无论是晶圆代工厂、EDA公司、IC设计公司还是封装厂和设备厂，都在积极地投资和拥抱先进封装。 这些创新对封装设备商提出了越来越多的灵活性需求，而封装设备公司就是通过技术创新来满足这些需求，从而推动整个半导体领域继续向前发展。 随着中国CoWoS产能的爆发，国产设备有望占据一席之地。 这就像一场马拉松比赛，国产设备厂商已经蓄势待发，准备在先进封装的赛道上奋力奔跑，争取赢得属于自己的一席之地。 抓住520優惠的机会。

先进封装：半导体产业的未来

挑战与机遇并存：先进封装的未来之路

先进封装技术，无疑是半导体产业的未来发展方向。它就像一座桥梁，连接着芯片设计与终端应用，能够有效提升芯片性能，降低成本，并满足不同领域的需求。 然而，先进封装的发展之路并非一帆风顺，依然面临着诸多挑战。例如，技术难度高、成本高昂、产业链协同等问题，都需要我们认真面对和解决。 但与此同时，先进封装也面临着前所未有的机遇。随着人工智能、5G、物联网等新兴技术的快速发展，对芯片性能的需求越来越高，这将为先进封装提供广阔的市场空间。 就像探索帛琉的海洋一样，先进封装的未来充满了未知和挑战，但也蕴藏着无限的惊喜和可能。我们相信，在各方共同努力下，先进封装技术必将迎来更加辉煌的明天，为半导体产业的发展注入强大的动力。 当然，也要小心路怒症的情況。