蔡奕辰

2029量產(chǎn)倒計(jì)時(shí)。

隨著人工智能應(yīng)用對(duì)高性能計(jì)算芯片的需求持續(xù)激增，全球晶圓上芯片（CoWoS）的供應(yīng)正在趨緊。與此同時(shí)，這些芯片的尺寸也在不斷增大，這給更高效的封裝方法帶來(lái)了壓力。面板級(jí)封裝（PLP）是一種頗具前景的替代方案，它因其低成本和可擴(kuò)展性而備受關(guān)注。

臺(tái)積電正引領(lǐng)這一轉(zhuǎn)變，其下一代解決方案名為CoPoS（芯片基板上面板上芯片(Chip-on-Panel-on-Substrate)），采用矩形玻璃面板而非傳統(tǒng)的圓形晶圓。這種面板格式的轉(zhuǎn)變旨在容納更大的芯片尺寸，并以更低的成本提升異構(gòu)集成的性能。

據(jù)報(bào)道，日月光科技控股有限公司已效仿臺(tái)積電修改了其PLP生產(chǎn)規(guī)格，以符合臺(tái)積電提出的310mmx310mm面板尺寸。意法半導(dǎo)體已開(kāi)始評(píng)估新設(shè)備采購(gòu)，以參與正在進(jìn)行的行業(yè)轉(zhuǎn)型。

意法半導(dǎo)體進(jìn)軍芯片封裝領(lǐng)域

意法半導(dǎo)體作為全球重要的芯片制造商，近期宣布對(duì)其全球制造布局進(jìn)行戰(zhàn)略性調(diào)整，這一舉措在半導(dǎo)體行業(yè)引發(fā)關(guān)注。其中，位于法國(guó)圖爾的工廠(chǎng)將迎來(lái)關(guān)鍵改造，成為此次布局調(diào)整的核心環(huán)節(jié)。

長(zhǎng)期以來(lái)，圖爾工廠(chǎng)是意法半導(dǎo)體專(zhuān)注于外延的GaN（氮化鎵）技術(shù)中心，在該領(lǐng)域積累了深厚的技術(shù)沉淀和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。此次改造并非摒棄原有優(yōu)勢(shì)，而是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展——工廠(chǎng)將在繼續(xù)承擔(dān)GaN技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí)，擴(kuò)展至面板級(jí)封裝領(lǐng)域，這標(biāo)志著意法半導(dǎo)體正式進(jìn)軍芯片封裝領(lǐng)域。

這一轉(zhuǎn)變對(duì)意法半導(dǎo)體具有重要意義。通過(guò)掌握面板級(jí)封裝技術(shù)，該公司能夠更好地推進(jìn)基于芯片集的復(fù)雜半導(dǎo)體應(yīng)用設(shè)計(jì)，在相關(guān)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更有利的位置。同時(shí)，這也將增強(qiáng)其在全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，使其在與同行的角逐中擁有更多籌碼。

從行業(yè)層面來(lái)看，意法半導(dǎo)體的這一戰(zhàn)略調(diào)整，也反映了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向更先進(jìn)制造技術(shù)和更完善產(chǎn)業(yè)鏈布局發(fā)展的趨勢(shì)。隨著市場(chǎng)對(duì)高性能半導(dǎo)體產(chǎn)品需求的不斷增長(zhǎng)，具備完整技術(shù)能力和制造體系的企業(yè)將更具發(fā)展?jié)摿Γ鴪D爾工廠(chǎng)的改造升級(jí)，正是意法半導(dǎo)體順應(yīng)這一趨勢(shì)的具體行動(dòng)。

生態(tài)系統(tǒng)圍繞臺(tái)積電的愿景

市場(chǎng)分析師指出，由于技術(shù)門(mén)檻高，試圖開(kāi)發(fā)面板級(jí)封裝解決方案的單一參與者往往面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。然而，當(dāng)像臺(tái)積電這樣的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者制定技術(shù)路線(xiàn)圖時(shí)，往往會(huì)催化更廣泛的行業(yè)整合。這引發(fā)了一波后續(xù)投資與合作浪潮，小型設(shè)備制造商抓住機(jī)會(huì)，乘勢(shì)而上，形成連鎖反應(yīng)，可能顯著加速設(shè)備供應(yīng)商的增長(zhǎng)。

臺(tái)積電的CoPoS技術(shù)將芯片直接安裝到玻璃基板上，從而實(shí)現(xiàn)了更大的封裝尺寸，并提高了多芯片、多功能集成度。這符合客戶(hù)對(duì)更復(fù)雜芯片架構(gòu)日益增長(zhǎng)的需求。

克服玻璃翹曲仍是關(guān)鍵瓶頸

盡管CoPoS技術(shù)潛力巨大，但如何解決玻璃基板翹曲問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)所需的高良率，仍是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。玻璃基板之所以成為CoPoS技術(shù)的重要選擇，源于其出色的平整度和電氣性能，能夠?yàn)楦呙芏刃酒商峁┓€(wěn)定的基礎(chǔ)。但在封裝過(guò)程中，受到溫度變化、材料應(yīng)力等多種因素的影響，玻璃基板極易出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。這種翹曲會(huì)導(dǎo)致芯片與基板的對(duì)位精度下降，進(jìn)而引發(fā)焊接不良、信號(hào)傳輸受阻等一系列問(wèn)題，大幅降低產(chǎn)品的良率，增加生產(chǎn)成本，成為阻礙其量產(chǎn)的“攔路虎”。

面對(duì)這一挑戰(zhàn)，臺(tái)積電的應(yīng)對(duì)策略頗具行業(yè)參考價(jià)值。該公司選擇采用310毫米×310毫米的面板尺寸，這一尺寸與傳統(tǒng)12英寸晶圓的表面積極為接近。這一戰(zhàn)略選擇并非偶然，而是經(jīng)過(guò)深思熟慮的結(jié)果。其核心優(yōu)勢(shì)在于能夠充分利用現(xiàn)有的CoWoS（ChiponWaferonSubstrate）生產(chǎn)設(shè)備。

CoWoS技術(shù)作為臺(tái)積電在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的成熟技術(shù)，已擁有完善的生產(chǎn)設(shè)備和工藝體系。通過(guò)選用與12英寸晶圓表面積接近的面板尺寸，臺(tái)積電可以最大限度地兼容現(xiàn)有的CoWoS生產(chǎn)設(shè)備，無(wú)需進(jìn)行大規(guī)模的設(shè)備改造或更換。這不僅降低了技術(shù)過(guò)渡的成本，還能借助成熟的設(shè)備和工藝經(jīng)驗(yàn)，更順利地實(shí)現(xiàn)向CoPoS先進(jìn)封裝平臺(tái)的過(guò)渡，在一定程度上緩解了玻璃翹曲問(wèn)題帶來(lái)的量產(chǎn)壓力，為CoPoS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2029年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的路線(xiàn)圖

盡管CoPoS的部署似乎略微落后于行業(yè)最初的預(yù)期，但供應(yīng)鏈消息人士仍保持樂(lè)觀。面板封裝預(yù)計(jì)將為大尺寸AI服務(wù)器芯片帶來(lái)顯著的成本優(yōu)勢(shì)。潛在的早期采用者包括Nvidia、AMD和Broadcom，它們都在為生成式AI工作負(fù)載開(kāi)發(fā)先進(jìn)的HPC解決方案。

據(jù)報(bào)道，臺(tái)積電計(jì)劃于2026年第二季度在其位于龍?zhí)兜淖庸綱isEraTechnologies安裝一條CoPoS微型生產(chǎn)線(xiàn)試點(diǎn)。這將為與包括硅光子學(xué)在內(nèi)的其他先進(jìn)技術(shù)的整合鋪平道路。該公司計(jì)劃在2027年完成技術(shù)開(kāi)發(fā)，并于2028年開(kāi)始從Manz、CSunManufacturing和GrandProcessTechnology等合作伙伴處采購(gòu)設(shè)備。臺(tái)積電位于嘉義的AP7先進(jìn)封裝工廠(chǎng)計(jì)劃于2029年開(kāi)始商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。

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