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在講先進封裝這個內(nèi)容之前，我們想說一個耳熟能詳?shù)氖虑椤?/p>
蘋果于3月9日公布其迄今最強自研電腦芯片M1 Ultra，它將兩個M1 Max芯片拼在一起，使得芯片各項硬件指標(biāo)直接翻倍，這背后的關(guān)鍵技術(shù)即是蘋果創(chuàng)新定制的封裝架構(gòu)UltraFusion。
具體的技術(shù)實現(xiàn)我們先不談，至少是目前國內(nèi)對抗制裁的有效方式之一，目前限制為國內(nèi)7nm及其以下制程的芯片代工，知道意味著什么嗎？
意味著但凡先進制程的芯片都沒有辦法拿到產(chǎn)能，沒法量產(chǎn)，沒法量產(chǎn)就更談不上大規(guī)模商業(yè)化了，這對大部分公司是致命的。說實話，現(xiàn)在大部分公司還是靠著講故事拿融資存活著，當(dāng)真正市場環(huán)境惡劣到一定程度時候，這些公司會是最先暴雷的。
先進封裝技術(shù)，可以類比蘋果的芯片拼裝技術(shù)，國內(nèi)可以在10nm制程可以量產(chǎn)的情況下，通過封裝2個10nm芯片，達到5nm的效果（當(dāng)然這是理想狀態(tài)下，要走的路還很漫長）。
當(dāng)最新制裁信息出來之后，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)造芯頭部企業(yè)，快速開始招聘3D工藝相關(guān)專家，頭部車軌芯片企業(yè)也在做相應(yīng)的招聘，另外還有不少企業(yè)招聘，如果對這方面感興趣的可以聯(lián)系我，聊聊相關(guān)的機會。
言歸正傳，下面內(nèi)容我重點說一下先進封裝技術(shù)，供參考和學(xué)習(xí)！
先進封裝本質(zhì)目的是增加觸點連接，以代替制程提升。量子隧穿效應(yīng)導(dǎo)致先進制程的研發(fā)制造成本過高，而良率過低，先進封裝技術(shù)能夠彌補制程提升的困難。先進封裝技術(shù)的本質(zhì)為提升連接效率。其中，重布線層技術(shù)（RDL）重新布局裸片 I/O 觸點，支持更多、更密引腳，廣泛用于晶圓級封裝（WLP）；硅通孔技術(shù)（TSV）通過將芯片的焊點打穿、在通孔里填充金屬材料實現(xiàn)芯片與芯片、芯片與基板的垂直連接，是 2.5D和 3D 封裝的關(guān)鍵解決方案；凸塊技術(shù)使用凸點（bump）代替?zhèn)鹘y(tǒng)引線，增加觸點、縮小傳輸距離和電阻；混合鍵合技術(shù)（Hybrid Bonding）通過將芯片或晶圓平面上的銅觸點拋光后進行退火處理，使得連接平面完全貼合，以無凸點（Bumpless）的方式縮減連接距離和散熱能力。
先進封裝對制造設(shè)備精度、無塵環(huán)境、測試精度要求極高。技術(shù)升級方向為增加連接效率（如使用玻璃基板代替有機基板）和降低成本（如使用“硅橋”代替硅中介層）。
先進封裝賦能高速計算，算力需求提升，先進封裝產(chǎn)能供不應(yīng)求。先進封裝主要通過兩方面提升邏輯芯片的算力：一、提升處理器集成度，從而提升性能；二、提升處理器和存儲器間的連接帶寬、減小連接功耗，從而解決“內(nèi)存墻”和“功耗墻”，提升芯片算力。隨著 AI 大語言模型市場的發(fā)展，模型訓(xùn)練和推理應(yīng)用所需算力不斷提升；國內(nèi)新入局 AI企業(yè)眾多，智算芯片需求旺盛。
根據(jù) IDC，至 2026 年，國內(nèi)智算規(guī)?？蛇_ 2023 年的 3 倍。與此同時，供給端高性能 GPU 產(chǎn)能明顯不足，先進封裝產(chǎn)能成為主要瓶頸。2023 年 8 月，英偉達表示計劃 2024 年將H100 產(chǎn)能拉高至少 3 倍。2023 年 9 月，臺積電表示 CoWoS 產(chǎn)能只能盡量滿足客戶 80%的需求。先進封裝發(fā)展前景、國產(chǎn)替代空間廣闊。
先進封裝行業(yè)壁壘高，專業(yè)封測廠商不具優(yōu)勢；海外龍頭加速擴產(chǎn)，國內(nèi)企業(yè)追趕。先進封裝行業(yè)壁壘高，且相比 OSAT 廠，F(xiàn)ab 廠和 IDM 廠更具優(yōu)勢，主要原因有兩點：第一，技術(shù)精度高，且高度依賴晶圓制造技術(shù)、與芯片設(shè)計環(huán)節(jié)的協(xié)同，例如重布線層(RDL)、硅通孔(TSV)、混合鍵合(HB)需要在裸晶本體上進行線路設(shè)計、刻蝕、電鍍，晶圓廠在技術(shù)和硬件方面更有優(yōu)勢；第二，晶圓廠主導(dǎo)了先進封裝領(lǐng)域的技術(shù)路線和訂單分配，封裝廠需要與上游廠商密切合作以獲取訂單。面對高增需求，海外龍頭加大擴產(chǎn)力度，但擴產(chǎn)難度大、周期長。
臺積電、三星、英特爾、日月光紛紛增加先進封裝產(chǎn)線，但由于上游設(shè)備供應(yīng)不足等原因，擴產(chǎn)周期普遍達 2-3 年。與此同時，國內(nèi)龍頭積極布局先進封裝領(lǐng)域。長電科技聚焦 XDFOI 新技術(shù)、2.5D/3D 技術(shù)的量產(chǎn)；通富微電聚焦消化高端 CPU、GPU 封裝產(chǎn)能，現(xiàn)已涉及 AMDMI300 的封裝；甬矽電子積極研發(fā) Fan-in/Fan-out、2.5/3D 晶圓級封裝相關(guān)技術(shù)，并大力建廠擴產(chǎn)，未來營收增長空間廣闊。
當(dāng)前現(xiàn)狀是，先進封裝需求高增，產(chǎn)能緊缺，各海外龍頭加大擴產(chǎn)力度，但擴產(chǎn)普遍難度大、周期長。以臺積電為代表的晶圓代工廠，英特爾、三星為代表的 IDM 廠商，以及以日月光為主的 OSAT 廠商紛紛增加先進封裝產(chǎn)線。先進封裝上游設(shè)備供應(yīng)不足等原因?qū)е聰U產(chǎn)速度較慢，新建工廠普遍需要 2-3 年才能量產(chǎn)。臺積電采購的 CoWoS 設(shè)備需要超過 6 個月才能交付，先進封測七廠預(yù)計至 2027 年 Q3 才能量產(chǎn)。短期內(nèi)先進封裝產(chǎn)能缺口無法解決，將持續(xù)制約高算力芯片出貨量。
再看看國內(nèi)企業(yè)，國內(nèi)龍頭正在積極布局先進封裝領(lǐng)域，代表有長電科技、通富微電等。國內(nèi)先進封裝產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)較為落后，主要承接高性能芯片封裝的后道工藝。近年高性能芯片封裝產(chǎn)能缺口加大，國內(nèi)封測廠紛紛布局先進封裝。國內(nèi)龍頭長電科技聚焦 XDFOI 新技術(shù)、2.5D/3D 技術(shù)的量產(chǎn)；通富微電利用與 AMD 的密切關(guān)系及自身 Chiplet 技術(shù)優(yōu)勢擴產(chǎn)消化高端 CPU、GPU 封裝產(chǎn)能，現(xiàn)已涉及 AMDMI300 的封裝；甬矽電子積極研發(fā)Bumping、RDL 等技術(shù)，展望 Fan-in/Fan-out,2.5/3D 晶圓級封裝，并大幅建廠擴產(chǎn)，營收增長空間廣闊。先進封裝國產(chǎn)替代發(fā)展空間大，看好國內(nèi)龍頭。
