深圳电子展
2025.10.28-30
深圳国际会展中心(宝安)

电子展|CoPoS技术崛起:AI芯片封装迈入"板级时代"的新机遇  

电子展关注到,在AI算力需求爆发式增长的背景下,半导体封装技术正迎来重要变革。随着CoWoS封装面临产能紧张和成本压力,CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)技术凭借其面板级RDL与玻璃基板的创新方案,正在成为AI芯片封装领域的新选择,推动行业进入"板级时代"。

 

一、AI算力需求催生封装技术革新

当前,生成式AI与大语言模型的快速发展对算力提出了前所未有的要求。以GPT-4为例,其训练参数量高达1800B,单次训练需消耗2.4亿度电,成本约6300万美元。面对这一挑战,传统芯片制造工艺已接近物理与经济极限,而通过异构集成和先进封装技术提升性能成为行业共识。CoWoS作为2.5D/3D封装代表,虽在超算领域占据重要地位,但其产能受限和价格过高的问题日益凸显。CoPoS技术通过"化圆为方"的设计理念,采用面板级基板替代传统晶圆,大幅提升生产效率和良率,为AI芯片封装提供了更具成本效益的解决方案。

 

二、CoPoS技术的核心优势与突破

CoPoS并非全新技术,但其近年来的快速发展得益于材料与工艺的创新。该技术的中介层材料已从硅基转向板级RDL,并进一步向玻璃基板演进,结合硅光子(CPO)技术,实现更细线路与更高I/O密度。与CoWoS相比,CoPoS采用方形基板设计,有效解决了圆形晶圆切割时的边缘浪费问题。以700mm×700mm的基板为例,其产量约为12英寸晶圆的8倍,显著提升了产能。此外,玻璃基板在电学性能、尺寸稳定性等方面表现优异,尤其适合高算力芯片的高密度互连需求。

电子展了解到,在技术实现层面,RDL(Redistribution Layer)作为CoPoS的核心互连层,承担着信号重分布的关键作用。Manz亚智科技的垂直电镀设备通过多重阳极设计和无治具方案,可精准控制纳米级铜互联组织,满足高精密布线要求。同时,其湿制程设备组能实现微米级表面粗糙度控制(<0.5μm),为自由取向再布线技术奠定基础。玻璃基板的引入进一步提升了性能,但其工艺挑战也不容忽视。Manz亚智科技的集成化解决方案通过自动化传输与精密药液控制,支持超薄玻璃基板的均匀处理,并兼容不同介质材料,为CoPoS量产提供了设备保障。

 

三、量产挑战与产业落地进展

尽管CoPoS技术前景广阔,但其产业化仍面临芯片位移、细线路、翘曲和细间距等四大挑战。针对这些问题,行业正通过多维度协同优化寻求突破。例如,在芯片位移方面,通过设计补偿和高精度设备配合;在细线路方面,采用高精度光刻与优化刻蚀工艺;在翘曲方面,结合仿真预补偿和材料CTE匹配;在细间距方面,引入低震动工艺和TCB技术。

目前,Manz亚智科技已成功交付300mm至700mm不同尺寸的RDL工艺量产线,覆盖功率器件、传感器芯片等领域。然而,对于大芯片的高阶CoPoS封装,量产仍需进一步攻克技术瓶颈。行业专家指出,解决这些问题的关键在于设备精度、材料特性和工艺设计的系统级整合,而非单点突破。

 

四、未来展望:CoPoS开启封装新纪元

电子展了解到,AI算力的持续增长正在重塑半导体产业链,而CoPoS技术的崛起为封装领域带来了新的可能性。从CoWoS到CoPoS,不仅是基板形态的变化,更是生产效率与成本结构的优化。Manz亚智科技作为RDL制程设备的领先供应商,通过全栈式解决方案推动CoPoS技术从实验室走向量产,助力行业突破传统封装的限制。

 

未来,随着AI芯片需求进一步攀升,CoPoS技术有望在高效能计算领域占据更重要的地位。Manz亚智科技表示,将继续深化与上下游伙伴的合作,共同推动"板级封装"时代的到来,为半导体产业的创新发展注入新动力。

 

来源:电子工程专辑

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