随着人工智能、物联网、5G通信等技术的飞速发展，对高性能、高集成度芯片的需求日益增长。CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）封装技术，作为一种先进的2.5D封装技术，因其能够实现高密度系统集成、提升芯片性能和降低功耗，成为当前集成HBM与CPU/GPU处理器的主流解决方案。然而，在全球市场上，CoWoS封装技术几乎被台积电一家独大，这给中国芯片产业带来了严峻的挑战。那么，中国能否自主实现CoWoS封装？国产CoWoS先进封装工艺又发展到哪一步了呢？
一、CoWoS封装技术的全球现状
CoWoS封装技术由台积电一手打造，通过硅中介层实现多颗芯片的高效互联。该技术已被高性能芯片广泛采用，成为算力芯片的首选方案。据市场预计，到2024年底台积电的CoWoS月产能将达到3.2万至3.5万片，甚至有可能超过4万片。随着客户需求的不断增长，CoWoS封装技术的供需缺口约20%，行业空间十分广阔。
台积电在CoWoS封装技术方面不断创新，推出了多种类型的封装技术，包括CoWoS-S（Silicon Interposer）、CoWoS-R（RDL Interposer）和CoWoS-L（Local Silicon Interconnect and RDL Interposer）。其中，CoWoS-S采用硅中介层，适用于高性能计算和数据中心应用；CoWoS-R使用重新布线层中介层，提供更高的设计灵活性和成本优势；CoWoS-L则结合了两者的优点，适用于需要兼顾性能和成本的应用场景。
台积电还计划在嘉义科学园区加大投资，建立新的先进封装厂，并考虑将其先进的CoWoS封装技术引入日本，以进一步扩展其全球生产网络。此外，台积电正在研发更大尺寸的CoWoS封装技术，如支持多达9个掩模尺寸的系统级封装（SiP），以满足未来AI和高性能计算等高要求应用的需求。
二、国产CoWoS先进封装工艺的发展现状
尽管全球市场上CoWoS封装技术几乎被台积电一家独大，但中国芯片产业在CoWoS封装技术方面也取得了一定进展。目前，国内已有一些企业开始涉足CoWoS封装领域，并努力缩小与国际先进水平的差距。
技术积累和突破
中国芯片产业在CoWoS封装技术方面的研究和发展相对滞后，这主要是由于国内在封装技术领域的积累相对较少，同时缺乏与全球领先企业的合作与交流。然而，近年来，国内一些企业开始加大在CoWoS封装技术方面的研发投入，并取得了一些初步成果。
例如，长电科技、通富微电等企业在传统封装领域已有不俗实力，但在CoWoS这类超高端封装技术上，它们也在努力追赶。长电科技近年来聚焦高性能先进封装技术，在汽车电子、5G通信、高性能计算等领域不断实现创新突破。通富微电也在国内和海外分别设有厂区，从事Chiplet封装，兼顾包括前道interposer的生产。
此外，国内还有一些新兴企业开始涉足CoWoS封装领域，如盛合晶微等。盛合晶微是华为合作体系的厂商，完成华为昇腾和鲲鹏芯片的先进封装，同时也从事Chiplet封装和前道interposer的生产。
产业链协同
在CoWoS封装技术的发展过程中，产业链上下游企业的合作与协同至关重要。国内芯片产业正在加强产业链上下游企业的合作，共同推动CoWoS封装技术的发展。
例如，在封装设备方面，国内已有一些企业开始涉足CoWoS封装设备的研发和生产。芯碁微装的LDI激光直写光刻技术、新益昌的固晶技术、光力科技的划片技术以及劲拓股份的贴片技术等，都是国内封装设备行业的佼佼者。这些企业为国产CoWoS封装技术的发展提供了有力支持。
在封装材料方面，国内也有一些企业开始涉足CoWoS封装材料的研发和生产。江丰电子的靶材、有研新材的电镀镍、飞凯材料的光刻胶和临时键合技术以及强力新材的电镀液和pspi等材料，都是国内封装材料行业的重要组成部分。这些材料为国产CoWoS封装技术的发展提供了有力保障。
市场需求和机遇
随着5G、物联网、人工智能等技术的普及与应用，对高性能、高集成度芯片的需求日益增长。这为国产CoWoS封装技术的发展提供了广阔的市场空间。据预测，未来几年先进封装整体复合增速是40%，其中3D封装会超过100%的增速。未来几年内，接近40%的HBM都要基于混合键合封装，硅光高速互连也会加入混合封装。因此，国产CoWoS封装技术有着广阔的市场前景。
此外，随着国内对安全自主可控的迫切需求，国产CoWoS封装技术的发展也将迎来更多机遇。政府将加大对国产芯片产业的支持力度，提供政策扶持和资金保障，为产业发展创造良好的环境。这将有力推动国产CoWoS封装技术的发展和应用。
三、面临的挑战和应对策略
尽管国产CoWoS先进封装工艺取得了一定的进展，但仍然面临诸多挑战。要提升中国AI芯片的整体水平，不仅要在7nm制造工艺上实现突破，还要在HBM存储和CoWoS封装技术上赶上国际对手。
技术差距
目前，国内在CoWoS封装技术方面的研究和发展与国际先进水平仍有较大差距。这主要是由于国内在封装技术领域的积累相对较少，同时缺乏与全球领先企业的合作与交流。因此，国内企业需要加大研发投入，提升自主创新能力，缩小与国际先进水平的差距。
设备和工艺
CoWoS封装技术需要高精度、高速度的专用设备来实现多芯片紧密贴合。然而，国内在封装设备方面的水平相对较低，需要引进国外先进设备。此外，CoWoS封装技术的工艺流程复杂，涉及多次精密贴合和焊接，对技术人员技能要求高。目前国内人才储备仍不足，需要加强培训。
材料和供应链
CoWoS封装技术所需的材料种类繁多，且质量要求高。然而，国内在封装材料方面的研发和生产能力相对较弱，需要依赖进口。这增加了国产CoWoS封装技术的成本和风险。因此，国内企业需要加强封装材料的研发和生产能力，完善供应链体系。
国际合作
面对全球科技竞争日益激烈的局面，国内企业需要加强与国际先进企业的合作与交流。通过引进国外先进技术和设备、参与国际标准制定等方式，提升国产CoWoS封装技术的水平和国际竞争力。
四、未来展望
随着技术的不断进步和市场的不断扩大，国产CoWoS先进封装工艺有望迎来更加广阔的发展前景。未来，国内企业将继续加大研发投入和产业链协同力度，提升自主创新能力和市场竞争力。同时，政府也将加大对国产芯片产业的支持力度，为产业发展创造更加良好的环境。
在市场需求方面，随着5G、物联网、人工智能等技术的普及与应用，对高性能、高集成度芯片的需求将持续增长。这将为国产CoWoS封装技术的发展提供更多机遇和市场空间。
在技术创新方面，国内企业将继续加强在封装设备、材料、工艺等方面的研发和创新力度，提升产品性能和质量水平。同时，还将积极探索新的封装技术和应用领域，以满足市场的多元化需求。
在国际合作方面，国内企业将积极参与国际竞争与合作，加强与全球领先企业的合作与交流。通过引进国外先进技术和设备、参与国际标准制定等方式，提升国产CoWoS封装技术的水平和国际竞争力。
总之，国产CoWoS先进封装工艺在发展过程中面临诸多挑战和机遇。但只要国内企业能够加大研发投入、加强产业链协同、提升自主创新能力，并积极参与国际竞争与合作，就一定能够迎头赶上国际先进水平，为中国芯片产业的发展做出更大贡献。返回搜狐，查看更多
责任编辑：