南京屹立芯創(chuàng)半導(dǎo)體科技有限公司

“堆”出萬(wàn)億算力：先進(jìn)封裝如何驅(qū)動(dòng)AI算力爆發(fā)

一塊小小的芯片，如何實(shí)現(xiàn)百倍增長(zhǎng)的計(jì)算能力？答案不在縮小的晶體管，而在顛覆性的封裝技術(shù)。

當(dāng) Yole Group 在《2025 先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)報(bào)告》中拋出 460 億美元的 2024 年市場(chǎng)規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都感受到了這場(chǎng)革命的烈度 ——19% 的同比增幅遠(yuǎn)超消費(fèi)市場(chǎng)的狂歡節(jié)奏，而 2030 年 794 億美元的預(yù)測(cè)更意味著六年內(nèi)將誕生一個(gè) “封裝界亞馬遜”。驅(qū)動(dòng)這場(chǎng)爆發(fā)的核心，正是 AI 與高性能計(jì)算掀起的 “模塊化重構(gòu)浪潮”。

01 市場(chǎng)暴漲，AI與高性能計(jì)算驅(qū)動(dòng)增長(zhǎng)

曾經(jīng)僅應(yīng)用于特定高端產(chǎn)品的先進(jìn)封裝技術(shù)，如今已成為消費(fèi)電子大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也為AR/VR、邊緣AI、航空航天及國(guó)防等新興市場(chǎng)提供關(guān)鍵支撐。

通信與基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域2024至2030年間增長(zhǎng)率達(dá)到14.9%，成為所有細(xì)分市場(chǎng)中增速最快的領(lǐng)域。

其背后動(dòng)力包括AI加速器、GPU、云數(shù)據(jù)中心大規(guī)模建設(shè)，以及Chiplet架構(gòu)的普及。隨著系統(tǒng)復(fù)雜性提升，CoWoS、SoIC、EMIB、I-Cube及3D堆疊等先進(jìn)封裝技術(shù)，正成為高性能芯片集成的核心技術(shù)方案。

02 技術(shù)革新，從制程上探到系統(tǒng)下沉

先進(jìn)封裝的技術(shù)發(fā)展方向主要朝兩個(gè)方向演進(jìn)。

一是制程上探，以單一功能芯片的高密度互聯(lián)和電氣性能優(yōu)化為核心的同構(gòu)集成結(jié)構(gòu)。這方面技術(shù)包括晶圓級(jí)封裝（WLP）、凸點(diǎn)工藝（Bumping）、硅通孔技術(shù)（TSV）和晶圓扇出技術(shù)（Fan-out）等。

二是系統(tǒng)下沉，以系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）為代表，將原本分散貼裝在PCB板上的多種功能芯片集成為一顆芯片，壓縮模塊體積、縮短電氣連接距離以提升芯片系統(tǒng)功能，代表了側(cè)重異構(gòu)集成的發(fā)展方向。

系統(tǒng)級(jí)封裝SiP的微小化優(yōu)勢(shì)顯而易見。通過(guò)改變模組及縮小尺寸，為終端產(chǎn)品提供更大的電池空間，集成更多的功能；通過(guò)異質(zhì)整合減少組裝廠的工序，加上更高度自動(dòng)化的工藝在前端集成，降低產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜度。

03 Chiplet引領(lǐng)，顛覆傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)范式

隨著芯片復(fù)雜性與制造成本提升，Chiplet架構(gòu)逐漸成為異構(gòu)集成和系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)化發(fā)展的關(guān)鍵方向。

Chiplet是在多芯片模組（MCM）基礎(chǔ)上發(fā)展出的新型封裝架構(gòu)，將單一復(fù)雜芯片拆分為多個(gè)小型、獨(dú)立且可復(fù)用的芯粒單元，并利用Flip-Chip、2.5D或3D等先進(jìn)封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同工藝、材料和功能芯片的靈活組合。

相比傳統(tǒng)單芯片SoC方案，Chiplet方案在良率、性能和成本方面優(yōu)勢(shì)明顯：小芯粒提升晶圓良率，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；多芯片分布式架構(gòu)滿足高效能計(jì)算和擴(kuò)展需求；異構(gòu)芯片的靈活集成提升設(shè)計(jì)靈活性，有效控制成本。

04 臺(tái)積電CoWoS，打造“性能巨無(wú)霸”

臺(tái)積電作為晶圓代工龍頭，正開發(fā)一種全新的CoWoS-L封裝技術(shù)，預(yù)計(jì)最早于明年推出。

該技術(shù)支持面積高達(dá)4,719平方毫米的中介層（約為光罩極限的5.5倍），并需要100×100mm的基板?？杉啥噙_(dá)12個(gè)HBM4高帶寬內(nèi)存堆棧，相比現(xiàn)在可實(shí)現(xiàn)跨越式提升。

臺(tái)積電預(yù)測(cè)，采用該技術(shù)制造的芯片將提供比當(dāng)今領(lǐng)先設(shè)計(jì)高出三倍半的計(jì)算性能，有可能滿足Nvidia Rubin GPU等即將推出的處理器的需求。

如此龐大的組件可以容納四個(gè)3D堆疊集成芯片系統(tǒng)、十二個(gè)HBM4內(nèi)存堆棧和多個(gè)I/O芯片，重新定義了高性能集成上限。

05 中國(guó)力量，國(guó)產(chǎn)先進(jìn)封裝加速突破

繁榮的背面往往藏著產(chǎn)業(yè)升級(jí)的“暗礁”——微米級(jí)的氣泡缺陷，正成為制約封裝良率和可靠性的“隱形殺手”。

屹立芯創(chuàng)致力于打造熱流與氣壓的研發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)，公司專精于先進(jìn)封裝制程氣泡問(wèn)題的解決，依托熱流和氣壓兩大核心技術(shù)，持續(xù)研發(fā)以多領(lǐng)域除泡系統(tǒng)（De-Void System）和晶圓級(jí)真空貼壓膜系統(tǒng)（Wafer Vacuum Lamination System）為核心的兩大產(chǎn)品系統(tǒng)與應(yīng)用體系，提供多領(lǐng)域工藝制程中的氣泡和壓膜的整體解決方案。

目前，屹立芯創(chuàng)的智能除氣泡系統(tǒng)與晶圓級(jí)真空貼壓膜系統(tǒng)，已在多家國(guó)內(nèi)封測(cè)龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化穩(wěn)定應(yīng)用，并成功通過(guò)半導(dǎo)體制造、電子組裝與汽車電子等領(lǐng)域頭部客戶的嚴(yán)格工藝驗(yàn)證。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體封裝測(cè)試、人工智能芯片、機(jī)器人、新能源、汽車電子、5G通信及物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。

06 先進(jìn)封裝，從“輔助工序”到“性能引擎”

當(dāng)全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)向千億美元的目標(biāo)全速?zèng)_刺時(shí)，中國(guó)半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)也正實(shí)現(xiàn)從“解決有無(wú)”到“技術(shù)引領(lǐng)”的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變。這場(chǎng)圍繞“微米級(jí)氣泡”的工藝較量，看似是技術(shù)細(xì)節(jié)的優(yōu)化，實(shí)則是產(chǎn)業(yè)話語(yǔ)權(quán)的爭(zhēng)奪。

先進(jìn)封裝，已不再只是制造流程中的一環(huán)，而是成為驅(qū)動(dòng)AI算力持續(xù)飛躍的“性能引擎”。它重新定義了芯片的可能性，也正在重塑全球半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)的新格局。

審核編輯 黃宇