先进封装已成为后摩尔时代提升芯片性能的关键路径。台积电CoWoS产能供不应求,月产能从2023年底的1.5万片扩至2024年底的3.6-4万片。英伟达B200系统采用2颗CoWoS-L芯片,连接8颗8Hi HBM3E,总容量192GB。国内封测厂商长电科技、通富微电、甬矽电子等加速布局Chiplet/2.5D封装方案,其中长电XDFOI平台已实现4nm多节点芯片系统集成封装量产。在高端芯片代工受阻的背景下,先进封装是国产芯片突破封锁的关键环节,CoWoS产业链(键合设备、研磨切割、CMP等)迎来国产替代机遇。
CoWoS供不应求——台积电产能翻倍扩张
台积电CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)封装技术已成为高算力AI芯片的主流方案。CoWoS-L采用RDL和本地硅互联(LSI),基于1.5倍光罩面积转接板、1颗SOC×4颗HBM单元,可堆叠最多12颗HBM。英伟达B200系统采用2颗CoWoS-L芯片连接8颗8Hi HBM3E,总容量达192GB。
台积电CoWoS月产能从2023年底的1.5万片,扩至2024年底预计3.6-4万片,翻倍有余。但客户需求仍远大于供应,台积电持续追加设备订单。CoWoS产能紧缺直接限制了AI芯片的出货量,也成为英伟达GPU供应的核心瓶颈之一。
国产封测加速追赶——长电、通富、甬矽布局先进封装
国内封测厂商在先进封装领域积极布局。长电科技XDFOI Chiplet技术平台已进入稳定量产,实现国际客户4nm多节点芯片系统集成封装产品出货。通富微电建成国内顶级2.5D/3D封装平台(VISIONs),2.5D产品已进入产品考核阶段。甬矽电子可转债募投2.5D/3D等先进封装产品进展顺利。
COWOS工艺驱动多种设备需求。一条COWOS产线(100万颗)总投资约15亿元,核心设备投资10-12亿元。固晶键合设备、研磨切割+CMP减薄设备占比最高。国内拓荆科技(混合键合)、芯源微(TSV湿法清洗/临时键合)、芯基微装(晶圆键合机)、华卓精科(混合/临时/热压键合)等设备厂商积极布局,国产化进程加速。
HBM——先进封装的核心驱动力
HBM已成为AI服务器“刚需”,推动先进封装需求增长。HBM通过TSV和微凸点堆叠DRAM芯片,对键合精度和减薄技术提出极高要求。英伟达Rubin架构(2026年)将配备8颗HBM4,Rubin Ultra将配12颗HBM4。
2025年HBM市场规模预计近200亿美元,2023-2025年CAGR约52.5%。SK海力士占据HBM3 90%以上份额,并与台积电合作开发HBM4(2026年投产)。国内武汉新芯科创板IPO申请获受理,重点发展三维集成项目,有望推动国内先进封装领域快速发展。先进封装产业链(封测、设备、材料)是半导体自主可控的重要投资方向。
台积电CoWoS封装方案对比| 方案 | 转接板类型 | 特点 | 应用 |
|---|
| CoWoS-S | Si interposer | 传统硅中介层 | 早期AI芯片 |
| CoWoS-L | LSI+RDL interposer | 1.5倍光罩面积,可堆叠12颗HBM | 英伟达B200 |
| CoWoS-R | RDL interposer | 有机转接板,成本较低 | 部分应用 |