人工智能（AI）芯片整合 HBM 存储器架构，对先进封装需求强劲，台积电正强攻新一代先进封装技术 CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）并加速建设生态系。但是，要超越当前 CoWoS 物理极限，玻璃核心基板能否加速量产良率，是重要关键。目前，供应链厂商正积极开发玻璃核心基板关键技术和 CoPoS 制程设备。
CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）是台积电正在研发的下一代先进封装技术，是基于 CoWoS 2.5D 封装的 " 面板化 " 演进，其核心思路是 " 化圆为方 " ——将传统封装使用的圆形硅晶圆替换为面积更大的矩形面板，以提升产能、良率、降低成本并解决大尺寸 AI 芯片的封装难题。
资料显示，标准 CoWoS 晶圆尺寸约 300 毫米，而 CoPoS 面板最大可达 750 × 620 毫米（台积电此前披露还将推出 310 × 310 毫米及 515 × 510 毫米两种面板级基材）。这不仅可容纳更大的算力裸片（最多可提升 5-8 倍），更能提升基材与芯片利用率，使单位面积生产成本降低 20% 至 30%。
中国台湾经济研究院产经资料库总监刘佩真则指出，CoPoS 面板级封装，能将原本 12 英寸圆形晶圆不足 70% 的材料利用率，大幅提升至 90% 以上，可以解决未来 2028 年后，超大型 AI 芯片因光罩尺寸极大化而带来的几何浪费与成本飙升问题。
从 CoPoS 自身技术的迭代来看，CoPoS 中的中介层材料正在从传统的硅中介层（Silicon Interposer）发展为板级中介层（Panel RDL ），再进而转成玻璃中介层（Glass Interposer），整合硅光子 ( CPO ) 技术，有机载板逐渐转变为玻璃基板，从而实现更细的线路与更高的 I/O 密度。
这项技术对应对 AI 芯片尺寸持续增大的趋势尤为关键。随着 AI 与高性能计算需求的爆发性增长，芯片尺寸正在不断扩大，甚至开始逼近光罩极限，传统圆形晶圆能够切割出的 Die 越来越少，圆形晶圆切边浪费和良率下降成为行业难题，CoPoS 被视为突破这一瓶颈的关键路径。
" 玻璃核心基板 " 技术是关键
虽然 CoPoS 在技术兼容性方面，无论是传统的有机基板还是新兴的玻璃基板结构都能适配，实现高密度 I/O 排布。但是要想实现性能的跃迁，就需要使用到玻璃承盘（glass carrier），以及未来玻璃核心基板（Glass Core Substrate）技术。
随着 AI 芯片异质整合封装的尺寸持续扩大，台积电原有 CoWoS 封装圆形晶圆除了面临使用效率降低问题之外，其关键材料——硅中介层（interposer）光罩尺寸将受物理局限，而塑料材质载板在 AI 芯片高功耗运转下热膨胀系数不一，面临翘曲（warpage）等技术难题。
为了解决这些问题，CoPoS 方形面板级封装则需要通过导入刚性与电学特性更优秀的玻璃材质，来支持超大封装尺寸。比如，通过在封装制程中采用玻璃面板承盘、或是玻璃核心基板整合其他载板架构、或是未来玻璃材质成为中介层设计。
据了解，玻璃材质具备降低信号传输损耗、提升高速信号传输品质、热膨胀差异小、减轻封装翘曲问题等特性。在 CoPoS 架构中导入玻璃核心基板，通过其优异刚性与电学特性，能让封装翘曲指标改善 16%，并大幅降低电感与电阻值，突破传统有机基板的物理极限。
不过产业人士也提醒称，玻璃属于脆性材料，微小裂痕较容易扩大成重大缺陷，TGV（Through Glass Via）关键技术难度高，玻璃基板上导线制程精度仍待提升，影响产品可靠度与生产良率，且相较硅晶圆材料，玻璃导热能力较差，也增加 AI 芯片高功耗运行的散热难度。
此外，玻璃基板相关设备、材料、制程技术及供应链，仍处于发展阶段，产业生态系仍未如硅晶圆产业成熟，也是 CoPoS 及玻璃核心基板能否达到量产良率亟需克服的课题。
刘佩真表示，尽管目前仍有玻璃通孔填铜、大面积翘曲控制及初期良率等制程瓶颈待克服，但在未来 2 到 3 年内，这套技术一旦规模化量产，将彻底重塑半导体后段制程的价值链与竞争版图。
台系设备厂正积极布局
目前台系设备厂正积极布局 CoPoS 先进封装相关制程设备应用，例如 Manz 亚智科技耕耘玻璃基板为基础的 TGV 重布线（RDL）制程及蚀刻和电镀设备 ; 创新服务布局铜柱玻璃通孔基板（TGV-ICP）模组产品，预计今年下半年完成验证，规划 2027 年量产。
此外，高阶 ABF 载板湿制程设备厂敍丰开发玻璃基板与 TGV 制程设备 ; 东捷科技结合子公司富临科技，抢攻雷射制程与玻璃载板应用，布局 TGV 玻璃通孔与重布层制程技术 ; 晖盛科技开发玻璃蚀刻与表面处理解决方案 ; 钛升布局 TGV 雷射设备 ; 宸鸿台湾厂区投入 TGV 先进封装玻璃载板试产线，预计今年 7 月建置完成。
法人评估，CoPoS 其他关键制程设备仍以 CoWoS 供应链厂商为核心，例如辛耘和弘塑有机会切入 CoPoS 相关湿制程及清洗设备，致茂布局 CoPoS 相关晶圆量测设备，印能科技耕耘 CoPoS 相关高压真空除泡系统（VTS）及翘曲抑制系统（WSS），家登布局相关传载设备及载具。
台积电力争 2028 年底量产
台积电董事长魏哲家已证实，公司已建成 CoPoS 试产线。他表示，CoPoS 先进封装技术已在试产线上运行，预计需要二至三年，产量才会达到相当大的规模。
业内消息显示，台积电可能通过旗下采钰设立首条 CoPoS 实验线，不排除在台积电兴建的台湾嘉义先进封测七厂生产，目标规划 2028 年底至 2029 年量产。供应链业者评估，台积电在亚利桑那州首座先进封装厂预计 2028 年量产，第 2 座先进封装厂预计 2029 年至 2030 年量产，其中可能包括布局 CoPoS 封装产线。
研调机构 TrendForce 称，台积电布局 CoPoS 短期聚焦 310x310mm 基板尺寸，今年是相关设备与材料商验证关键期，预计 2027 年进入试产，规划 2028 下半年正式量产 ; 下一阶段布局重点将转向玻璃核心基板，预期量产时程落在 2030 年后。
编辑：芯智讯 - 浪客剑
