从提供保护到创造价值 AI开启半导体封测新格局
2025-10-30 09:29:49 来源:上海证券报
在算力时代,先进封装迎来了更多发展契机,成为半导体产业链的关键战略要地。半导体封装的产业逻辑已发生转变,从单纯提供外壳保护转变为创造经济价值。预计到2025年,全球先进封装的销售额将首次超越传统封装。
作为“超越摩尔”的芯片发展途径之一,半导体封测受到了前所未有的关注。10月28日至29日在江苏淮安举办的2025中国半导体封装测试技术与市场大会(CSPT2025)上,来自通富微电、华天科技、北方华创、荣芯半导体等企业的专家以及业界学者,共同探讨了先进封装技术面临的机遇与挑战。
产业新定位:从外在保护迈向创新价值
华天科技首席科学家张玉明在谈及先进封装时指出:“半导体封装的产业逻辑已然改变,从提供外壳保护转向创造经济价值。”过去,封装主要是对芯片的一种保护手段,而如今的先进封装能够直接提升芯片性能,这使得先进封装逐渐摆脱“纯周期性”的行业标签。
半导体封装产业逻辑发生变化的背后,是AI推动的算力大幅发展。
AI大模型使得算力芯片的需求急剧增加。然而,自2020年起,随着制程工艺进入5nm及以下节点,单位数量晶体管成本下降幅度大幅减少,经济效益显著降低。在此情况下,以Chiplet(芯粒)为代表的先进封装技术,既能大幅降低芯片制造成本,又能让芯片获得更高性能和更大设计灵活性,从而成为“超越摩尔”(即突破“摩尔定律”限制)的芯片发展路径。
北京北方华创微电子装备有限公司先进封装行业总经理郭万国在演讲中表示,受AI应用的驱动,先进封装在算力时代获得了更多机会,成为半导体产业链的战略制高点,三维集成技术成为AI芯片的理想搭档。一方面,大模型背后的关键技术3D堆叠存储器(HBM),通过先进封装方法(如TSV技术)将多个DRAM垂直堆叠,HBM已成为AI服务器的标配;另一方面,CowoS封装产能供不应求,Chiplet技术大放异彩。
得益于AI的带动,先进封装在全球呈现出快速发展的态势。通富微电副总裁谢鸿表示:“预计2025年全球先进封装的销售额将首次超过传统封装。”消费类和车载电子占据了该市场的85%。
市场研究机构Yole的数据显示,2025年全球先进封装市场预计总营收为569亿美元,同比增长9.6%;预计到2028年将达到786亿美元规模。2022年至2028年间年化复合增速为10.05%。
创新的方向:材料、设备、结构、系统
随着先进封装的发展,Chiplet技术、CoWoS封装、碳化硅衬底、玻璃基板等一系列新技术、新材料层出不穷,成为资本市场关注的焦点。但多位业内人士认为,当前先进封装在材料、设备、工艺等多个方面仍面临较大挑战,同时也为业界带来了创新机遇。
张玉明认为,先进封装面临的关键挑战和需求包括高效散热管理、Chiplet异构集成、埋入式无源器件(IPD)、芯片背面供电、光电共封装(CPO)以及更精细的线宽线距和更大的封装尺寸。为此,业界正积极发展硅通孔(TSV)、微凸点、重新布线层(RDL)、混合键合及玻璃芯基板等核心工艺技术。
在本届大会上,多位专家强调了先进封装中的散热问题。武汉大学教授、中国科学院院士刘胜在关于散热的主题演讲中指出,传统散热材料难以解决集成芯片超高热流密度的难题,石墨烯、金刚石材料等是未来先进散热材料的重要发展方向;微通道散热器朝着“近结点”方向发展,歧管微通道、微喷射,并结合相变散热是未来的主流技术。
刘胜介绍,针对现有材料高热阻、低柔性、不易加工等问题,鸿富诚与武汉大学等单位正在研发牵引式回弹超低热阻高柔取向石墨烯导热垫片,推动其在高算力芯片、量子计算机、智能驾驶等领域的应用。
谢鸿介绍,与有机基板相比,玻璃基板能有效解决翘曲问题,具有更好的电性能和热性能,是一种性能优良且成本更为经济的封装材料。但在实际应用中,玻璃基板仍面临生产、可靠性及供应链等方面的挑战,如加工难度大、电迁移失效问题、生态系统不完善等。
台积电的CoWoS封装技术,让键合设备成为业界的“明星”。郭万国在介绍先进封装用设备发展趋势时表示,到2030年,全球先进封装设备市场开支预计达到300亿美元,主要集中在混合键合设备、TSV刻蚀机和高精度检测系统等环节。其中,前段工艺设备(包括混合键合设备)需求占比将达到42.2%,即126亿美元。
荣芯半导体有限公司副总经理沈亮介绍,制程工艺复杂度提升、芯片散热能力、传输带宽、制造良率等多种因素相互制约,形成了芯片功耗、存储墙、面积墙等瓶颈,限制了单个芯片的性能提升。为此,荣芯正在预研将晶粒和晶圆键合引入高端CIS,让客户根据产品定义自由选择先进逻辑工艺,提高良率,降低先进逻辑工艺的面积损失,增强整体芯片成本的竞争力。
在谈到如何加快国内先进封测产业发展时,张玉明提出,产业的高质量发展不仅需要技术突破,更需要构建一个大中小企业相互融通、区域优势互补的繁荣生态,实现从“单点领先”到“系统共赢”的跨越。
张玉明强调,要实现从技术追随到标准引领的创新突破:一是提升国际话语权,需采取“内外兼修、双轨并行”的发展策略,对内制定符合中国市场和技术路线的本土标准,保障产业安全和自主可控;对外积极参与甚至主导国际标准制定,将中国技术融入全球规范,争夺竞争主导权。二是要从技术供应商向战略合作伙伴升级转变,通过与国际企业合作实现技术互补,加速海外市场开拓。
(文章来源:上海证券报)
原标题:从提供保护到创造价值 AI开启半导体封测新格局
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