深圳电子展
2026年10月27-29日
深圳国际会展中心(宝安)

电子设备展|AI算力军备竞赛升级:先进封装何以成为半导体博弈的新棋眼 

当大模型的参数规模突破万亿级别,当单颗GPU的算力加大,半导体产业的竞争焦点正在发生一场静默的转移。过去几年,所有人的目光都集中在制程微缩——从7nm到5nm再到3nm,每一代节点的突破都牵动全局。然而,随着摩尔定律的放缓与芯片制造成本的指数级攀升,单纯依靠缩小晶体管尺寸来提升性能的路径已显疲态。此时,先进封装技术异军突起,成为延续算力增长曲线的关键杠杆。而引爆这一需求的导火索,正是AI加速器的规模化放量。下面就跟电子设备展小编一起了解下吧。

一、 电子设备展浅谈AI加速器:先进封装需求爆发的推力

AI训练与推理任务对算力的贪婪几乎是永无止境的。以英伟达H100/B200为代表的AI GPU,其内部集成的晶体管数量已超过2000亿个,单颗芯片的功耗突破700W。在这样的密度与功耗下,传统单片式SoC的设计思路遇到了两堵墙:一是光刻机的物理范围,单次曝光面积无法无限扩大;二是散热瓶颈,热量集中在小面积芯片上难以导出。

先进封装技术恰好提供了绕过这两堵墙的路径。通过将多个较小尺寸的芯粒(Chiplet)通过高密度互连整合在一个封装体内,AI加速器可以实现“化整为零”的制造策略——每个芯粒采用非常适合其功能的成熟制程,再通过先进封装实现高性能互联。这种方案不仅降低了单颗大芯片的制造难度与良率损失,还允许混搭不同制程节点(如逻辑芯粒用5nm、SRAM用7nm、I/O用12nm),从而实现性能与成本的帕累托优化。

正是AI加速器的这一结构性需求,推动了2.5D/3D封装、硅中介层、混合键合等先进封装技术的快速产业化。可以说,没有AI芯片的算力饥渴,先进封装可能至今仍是封测厂角落里的小众业务。

二、 电子设备展浅谈技术路线分化:三大阵营各显神通

面对汹涌而来的市场需求,全球半导体巨头纷纷押注不同的先进封装技术路线,形成了三足鼎立的竞争格局。

台积电的CoWoS/Chiplet路线是目前AI芯片封装的事实标准。其核心是通过硅中介层实现多个芯粒之间的超高密度互连,线宽线距可以达到亚微米级别。CoWoS-S(带硅中介层)与CoWoS-R(带有机中介层)分别对应不同层次的性能与成本需求,覆盖从先进AI加速器到边缘推理芯片的广泛区间。台积电的策略是将封装视为晶圆制造的自然延伸,通过“前道工艺”的精度优势建立壁垒。

英特尔则力推EMIB与Foveros技术。EMIB(嵌入式多芯片互连桥)采用嵌入基板中的小型硅桥来实现芯粒间的高速通信,无需占用整个中介层面积,在成本与灵活性上具有独特优势。而Foveros则是真正的3D堆叠方案,将逻辑芯片与存储器垂直堆叠,大幅缩短信号传输距离。英特尔的策略更强调“系统级优化”——通过封装技术将计算、存储、互联融为一体。

日月光等封测代工厂则聚焦于扇出型封装(Fan-Out)与系统级封装(SiP)。这类方案虽不如前两者,但在成本控制与多芯片异构集成方面拥有丰富经验,特别适用于物联网、汽车电子等对性价比敏感的领域。

三、 电子设备展浅谈产业链价值重分配:封测环节的话语权正在提升

先进封装技术的崛起,正在悄然改变半导体产业链的价值分配格局。传统意义上,封测环节被视为“苦力活”——技术含量低、利润率薄、议价能力弱。但这一印象正在被颠覆。

原因在于,先进封装不再是简单的“切割—贴装—打线—塑封”,而是深度融合了薄膜沉积、光刻、电镀等前道工艺。一座先进封装厂的资本开支与洁净室等级,已经逼近一座中小型晶圆厂的水平。这意味着,能够掌握2.5D/3D封装核心工艺的厂商,将在产业链中赢得前所未有的议价权。

对于IDM与Fabless而言,先进封装能力已经成为芯片性能差异化的关键变量。同样的GPU核心,搭配不同的封装方案,可能在带宽、功耗、尺寸上产生30%以上的性能差距。因此,头部芯片公司纷纷加强与封装厂的深度绑定,甚至自建封装产线。这种趋势预示着,封测环节将从“代工配角”升级为“技术合伙人”。

四、 中国半导体产业的机会与挑战

对于中国大陆的半导体产业而言,先进封装既是难得的窗口期,也是一道严峻的考验。

机会在于:先进封装对光刻机精度的依赖远低于前道制程,更多依赖于刻蚀、电镀、临时键合/解键合等设备的成熟度。这意味着,国产设备厂商有机会在这一领域率先实现突破。事实上,部分国产封测设备已在减薄机、划片机、固晶机等环节取得进展。

挑战则在于:高端先进封装所需的材料(如ABF载板、硅中介层、底部填充胶)仍然高度依赖进口,且被日本、韩国、中国台湾地区的少数供应商垄断。此外,3D封装中的混合键合技术对对准精度与表面平整度的要求非常高,目前仅有台积电、三星等少数玩家掌握量产能力。中国大陆封测厂若想在这一赛道跻身前列,需要在材料、设备与工艺整合上同步发力。

结语

AI加速器的放量,如同一颗石子投入平静的湖面,激起了先进封装技术层层扩散的涟漪。这项曾经隐身于芯片制造幕后的技术,如今已站上半导体竞争的舞台中央。电子设备展小编觉得,它不仅决定了AI芯片的性能上限,更在重塑整个产业链的权力结构。对于参与这场竞赛的所有玩家而言,一个清晰的共识正在形成:得先进封装者,得AI算力之天下。

文章来源:一芯半导体