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EMIB热度之下,先进封装进入内卷期
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文 | 半导体产业纵横

近期英特尔的 EMIB 与台积电的类 EMIB相关讨论占据行业舆论焦点,局部硅桥架构带来的成本与良率优势,让市场将目光集中在两条 2.5D 细分路线的对垒之上。但放在整个先进封装大盘来看,EMIB 仅仅是众多技术分支中的一环。

当前先进封装已经演化成多技术、多商业模式、多应用市场交织的复杂生态,算力需求分化、制造模式重构、上游材料设备约束共同塑造着产业走向。AI 训练芯片的极致性能诉求、边缘与车载市场的规模化需求、消费电子对轻薄低成本的持续追求,共同拉动市场持续扩容,不同技术路线之间更多是互补而非简单替代,晶圆厂、IDM、独立封测厂三方力量重新划分产业价值链,才是当下更值得深究的行业现实。

算力驱动市场分层,不同应用塑造多元技术需求

从市场结构来看,先进封装早已不是 AI 单一赛道的附庸。HPC 与 AI 算力占据先进封装需求接近四成份额,是拉动高端 2.5D、3D 封装增长的核心引擎,消费电子、汽车电子、通信存储合计占据超过半数市场空间,构成行业的基本盘。不同下游场景,对互连密度、成本、可靠性、量产规模有着完全不同的约束条件,直接决定各类技术的生存土壤。

面向大模型训练的旗舰 AI 芯片,追求的是极限带宽与多 HBM 协同能力,这一领域依旧以全域硅中介层方案为主导。台积电的 CoWoS 不同版本分别对应不同规格,CoWoSS 面向常规 AI 加速器,CoWoSL 支持超大光罩尺寸封装,能够容纳更多芯粒与 HBM 堆叠,这也是英伟达、AMD 头部旗舰产品的选择。这类产品不计较单颗封装成本,更看重信号完整性与大规模芯粒集成能力,但代价是工艺链条冗长、硅中介层材料昂贵,叠加 ABF 载板供给受限,造成高端产能长期紧缺,头部客户提前锁定未来两年以上产能,大量中小设计企业很难拿到配额。

而在中端算力、推理芯片、车载域控制器场景,性能不再是唯一标尺,成本、交付周期、散热、车规可靠性权重显著提升。这也是 EMIB 以及台积电正在开发的类 EMIB 能够获得关注的底层市场基础。EMIB 全称为 Embedded Multi-die Interconnect Bridge,即嵌入式多芯片互连桥接,英特尔 EMIB 技术的核心突破,在于摒弃了传统全域硅中介层的设计,开创了局部硅桥互联的全新思路。该技术仅在多芯粒需要高速信号互通的关键区域,嵌入微型硅桥实现高密度布线,芯片其余大部分区域沿用成熟、低成本的有机基板架构,从根本上解决了传统高端封装成本高、良率低、量产难的痛点。小巧的微型硅桥工艺可控性极强,无需大面积精密制程加工,原材料损耗大幅降低,量产良率能够稳定维持在 98% 的高水平,远超同阶段传统 2.5D 封装技术。同时,精简的结构设计有效降低了封装整体热阻,芯片散热效率显著提升,更适配服务器、中端算力模组等长时间高负载运行的应用场景。

灵活性与可拓展性是 EMIB 技术另一大核心优势,该技术可自由组合逻辑芯粒、I/O 芯粒与高速存储芯粒,兼容 HBM 内存集成方案,还能与英特尔 Foveros 三维堆叠技术融合,打造兼具二维互联效率与三维集成密度的 3.5D 封装架构。多元的适配能力,让 EMIB 技术跳出了高端封装 " 小众高价 " 的局限,既能满足中高端异构芯片的性能需求,又能适配规模化量产的成本要求,填补了顶级 CoWoS 封装与传统通用封装之间的市场空白。随着英特尔逐步开放 EMIB 技术对外服务,大量芯片设计厂商得以低成本实现异构集成设计,也让这套技术的行业影响力快速扩散。据了解,英特尔正在开发的 EMIB-T 先进封装技术,在代号为 "Humufish" 的谷歌 2027 年下半年新款 TPU 项目中,技术验证良率已达到 90% 以上。

台积电也明白了 EMIB 局部硅桥的核心逻辑和商业价值,结合自身成熟的 RDL 重布线工艺与晶圆制造优势,优化出适配自身产线的类 EMIB 技术,主打低成本、高良率、快交付的中端先进封装市场。

除了 2.5D 相关技术,扇出型封装依旧是体量最大的先进封装赛道。台积电的 InFO、日月光的 FOCoS,以及国内厂商布局的大尺寸 RDL 扇出,广泛应用于手机主芯片、射频、网络处理器等产品,依靠成熟有机 RDL 工艺平衡成本与密度,服务海量消费电子与通信市场。3D 混合键合技术则面向下一代垂直堆叠,台积电的 SoIC、英特尔的 Foveros Direct、三星的 XCube,追求微米甚至亚微米级键合间距,面向未来 HBM 下一代产品与高密度芯粒堆叠,目前还处在逐步放量阶段,良率、设计工具、测试都还在持续打磨当中。更远期玻璃中介层、面板级封装被视作破局产能与成本的潜在方向,但翘曲管控、基材可靠性难题尚未完全打通,距离大规模商用仍需要时间验证。

不同技术路线的并存,本质是市场分层的投射。没有一种技术可以覆盖从旗舰 AI 训练芯片到消费电子、车载的全部需求,产业正在告别过去追求单一技术性能指标的阶段,转向以应用目标倒推封装方案的选型逻辑。

三方玩家同台博弈,产业链边界正在被重新改写

先进封装的竞争,不只是工艺方案的比拼,更是商业模式的较量。传统封测行业以 OSAT 独立封测厂为绝对主力,而最近数年间,晶圆代工厂、IDM 巨头大规模向下渗透封装环节,全球市场形成 OSAT、晶圆代工、IDM 三类主体同台竞争的格局,原有产业边界不断消融,价值链分配发生明显变化。

台积电代表晶圆代工厂向下延伸的典型范式,它把 CoWoS、SoIC 等先进封装的前道工序纳入晶圆厂内部完成,把封装变成和流片绑定的一体化服务,这也是它能够垄断高端 AI 封装市场的关键。过去芯片设计公司流片之后交给封测厂,而高端 2.5D 产品中介层制造就在晶圆厂完成,后续才移交封测企业做后段组装与测试。在此基础之上,台积电搭建完整的 3D Fabric 平台,向上覆盖 SoIC 三维混合键合,中端布局类 EMIB 局部硅桥方案,保留成熟的 InFO 扇出工艺,形成覆盖高、中、多场景的完整技术矩阵,以此巩固客户粘性,应对英特尔 IFS 对外业务带来的竞争压力。

英特尔走的是 IDM 开放路线,EMIB、Foveros 最早服务自家的 CPU、GPU 产品,随着 IFS 代工业务推进逐步对外开放。它的优势在于架构理解,从芯粒定义、封装平台到 EDA 工具形成一套完整体系,但短板在于外部客户生态积累尚在建设,无法像台积电那样深度绑定海量流片订单。三星同样依托 IDM 积累,ICube、XCube 结合自身 HBM 存储优势切入异构集成,不过外部逻辑芯片客户拓展节奏相对缓慢,更多服务内部产品线与少量定制化项目。

而日月光、安靠、长电科技为代表的 OSAT 独立封测厂商,处于产业的特殊位置。高端 2.5D 的前道中介层制造被晶圆厂掌握之后,OSAT 更多承接后段组装、测试业务,同时在扇出、倒装、功率、车规封装维持巨大基本盘。日月光、安靠也在推进自有 2.5D 方案,承接部分外溢订单;国内长电、通富微电、华天科技持续加码大尺寸扇出、2.5D 研发,主攻车载、服务器、网络芯片市场,在高端最前沿和三巨头仍有差距,但在广阔中端市场具备很强的竞争力。

三方力量的博弈带来一个显著变化:先进封装不再是简单的后道环节,而是贯穿芯片定义、芯粒划分、晶圆制造、组装测试的系统工程。芯片设计公司做芯粒架构,就必须提前考虑封装平台的能力、中介层或者硅桥的选型、载板供给约束,封装已经前置进入芯片早期设计阶段。这种变化也抬高了行业门槛,新进入者不只是买设备建产线,还需要配套 IP、EDA 工具、测试方案,单纯工艺堆叠很难形成完整竞争力。同时上游材料与设备正在成为整个行业共同的瓶颈,ABF 载板、高精度固晶键合设备、特殊基材的供给约束,不管是 CoWoS 还是 EMIB 路线,都要共同面对供应链的现实制约。

全方位布局与多路径选择成为未来发展趋势

市场舆论很容易陷入路线叙事,热衷于讨论 A 技术会不会替代 B 技术,但回到产业现实,产能约束、成本矛盾、设计生态、良率管控才是真正决定技术落地节奏的核心变量。即便局部硅桥方案拥有不错的成本优势,也并不意味着会快速颠覆现有格局。一套封装平台的成熟,不只要看架构原理,还要看配套 EDA 工具、已知良好芯片 ( KGD ) 测试、基板协同、可靠性验证,大量芯片客户完成产品验证认证需要漫长周期,从技术概念到大规模量产之间存在巨大鸿沟。

未来一段时间,市场会继续维持多路线长期共存的局面。全硅中介层依旧守住最顶端的旗舰算力市场,支撑大模型训练芯片;局部硅桥方案会在中端推理、服务器、部分 AI 加速芯片领域扩大份额;扇出型封装继续把持消费电子、通信芯片的主流市场;3D 混合键合逐步在存储堆叠、高密度芯粒场景渗透;玻璃中介层、面板级封装持续迭代,等待工艺条件成熟后释放潜力。各类技术不是非此即彼,甚至还会出现相互融合,比如局部硅桥和 RDL 中介层结合,3D 堆叠和 2.5D 互联互相搭配,根据产品需求灵活组合。

竞争维度也在发生迁移,不再仅仅比拼互连间距的参数指标,单位带宽成本、交付周期、整套设计生态、供应链韧性的权重持续抬升。过去先进封装的供给高度集中,头部客户占据绝大部分高端产能,中小设计企业选择有限。随着多平台成熟,客户将拥有更多选型空间,能够根据自身芯片定位,在全硅中介层、局部硅桥、扇出等方案之间权衡取舍,降低对单一平台的依赖。

对于整个半导体产业而言,先进封装承担后摩尔时代性能提升的重任,但产业也需要理性看待技术热度。EMIB 与类 EMIB 的行业讨论,本质上折射出整个市场对于 " 算力降本 " 的强烈诉求。从高端 AI 算力到车载、消费电子,从晶圆厂、IDM 再到独立封测,从材料设备到 EDA 工具,整条链条的协同进步,才会真正驱动异构集成产业持续向前演进。

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