在当前全球半导体行业进入“后摩尔时代”的背景下,先进封装技术正成为推动芯片性能提升和算力发展的关键驱动力。其中,CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)封装技术因其高集成度、高性能和低功耗等优势,逐渐成为高端芯片封装的主流选择。而随着国产AI芯片的快速发展,国内对CoWoS技术的需求呈现爆发式增长,为国产封装设备和材料企业带来了前所未有的发展机遇。
近年来,台积电作为CoWoS技术的引领者,不断推出新的封装版本,以满足市场对高性能芯片的需求。例如,台积电计划在2027年推出超大尺寸版CoWoS技术,支持9个光罩尺寸的中介层集成,并配备12个HBM4内存堆栈,这将极大提升芯片的集成度和性能。与此同时,台积电的CoWoS产能也在持续扩张,预计2024年至2025年将实现倍增,以应对日益增长的市场需求。
然而,随着国际供应链的不确定性增加,以及国内AI芯片厂商的崛起,CoWoS技术的国产化进程也加速推进。特别是在热压键合(TCB)设备领域,国内企业如普莱信智能已成功完成CoWoS封装工艺测试,标志着国产TCB设备正式迈入一个全新的阶段。普莱信智能自主研发的Loong系列TCB设备,具备超精密高温纳米运动平台和多光谱视觉定位系统,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%,为国产CoWoS技术的落地提供了坚实的技术支撑。
与此同时,国内封装测试企业也在积极布局CoWoS技术。甬矽电子作为先进封装领域的后起之秀,已具备CoWoS相关技术储备,并在FC+WB Stacked die混合封装技术等方面取得突破性进展。此外,通富微电、长电科技、伟测科技等国内封装测试企业也在积极拓展CoWoS业务,以抓住这一技术变革带来的市场机遇。
在材料端,国产封装材料企业也在加速发展。例如,飞凯材料、强力新材等企业在光刻胶、临时键合膜、电镀液等关键材料方面取得重要进展,为CoWoS技术的国产化提供了基础保障。随着中国CoWoS产能的爆发,国产设备和材料有望在先进封装领域占据重要地位,推动整个半导体产业链的持续向前发展。
值得一提的是,CoWoS技术不仅适用于AI芯片,还在高性能计算(HPC)、5G通信、汽车电子等领域展现出广阔的应用前景。例如,英伟达A100 GPU就采用了CoWoS封装技术,实现了高效的热管理和更高的性能。随着HBM(高带宽内存)技术的快速发展,CoWoS封装在HBM堆叠中的应用将进一步扩大,成为AI芯片设计的重要选择。
尽管CoWoS技术在制造过程中面临诸多挑战,如制造复杂性、良率控制、散热问题等,但其在提升芯片集成度和性能方面的优势不容忽视。随着国内企业在设备、材料、封测等环节的不断突破,国产CoWoS技术有望在未来几年内实现从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的跨越,为中国半导体产业的自主可控和高质量发展注入强劲动力。