5月20日消息,半导体代工巨头台积电正全力推进新一代面板级封装技术。
基于德国设备商SCHMID透露的信息,台积电目前的重点研发规格为310×310毫米,并正在评估在该尺寸上整合玻璃材料。台积电将这一全新的面板级封装平台命名为CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate,板上芯片再上基板),行业消息显示,该平台最早有望在2028年实现量产。
CoPoS被视为台积电现有王牌封装技术CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)的下一代继任者。其最核心的创新在于“化圆为方”——将传统封装中使用的圆形硅晶圆(Wafer)替换为面积更大的矩形面板(Panel)。
德国设备商SCHMID首席销售官Roland Rettenmaier指出,目前整个行业正逐步走向标准化,主流面板尺寸包括310×310毫米、510×515毫米以及600×600毫米等多种规格。台积电此次重点推进的310×310毫米规格,正是为了在封装面积、生产良率与设备兼容性之间寻找最佳平衡点。
与传统圆形晶圆封装相比,面板级封装(FOPLP)展现出了极具竞争力的技术优势,这也正是台积电、英特尔、三星等全球巨头争相布局的核心原因。
首先是极高的面积利用率与成本效益。传统12英寸圆形晶圆在切割方形芯片时,边缘会产生大量无法利用的浪费,面积利用率通常不足85%。而采用矩形路径的面板级封装,面积利用率可轻松突破95%。这种“去边角化”的设计,使得单次制程可产出的芯片数量大幅增加,据行业估算,从晶圆级封装过渡到面板级封装,单位成本有望降低20%至30%以上。
其次是突破物理限制,提升封装密度。CoPoS计划在中介层材料上进行重大革新,逐步从传统的硅中介层向玻璃基板演进。玻璃材料凭借卓越的平整度、极低的热膨胀系数(与硅材料高度匹配)以及优异的高频电气性能,能够有效解决超大尺寸芯片在封装过程中的翘曲难题。这对于容纳更多Chiplet(芯粒)和堆叠更高带宽内存(如HBM4)至关重要,能够完美契合英伟达、谷歌等客户对下一代AI训练与推理芯片的超大封装需求。
不过,CoPoS的量产之路仍面临挑战。由于面板尺寸远大于晶圆,加工过程中的均匀性控制与翘曲抑制是亟待解决的技术难点。
根据目前的产业规划,台积电已制定了明确的时间表:2026年启动中试线建设并逐步完成产线搭建,预计最早在2028年启动量产,并在2028年至2029年间实现大规模生产。供应链消息指出,英伟达预计将成为CoPoS的首发客户,利用其更大的封装面积来容纳更多的GPU芯粒与内存。
与此同时,全球半导体行业的面板级封装标准化浪潮已势不可挡。英特尔计划通过合作伙伴间接推动相关需求,并预计在2028年推出基于玻璃基板的EMIB方案;三星也在积极测试玻璃基板用于AI芯片封装。随着台积电CoPoS技术的逐步成熟,半导体封装将正式从“晶圆时代”迈向“面板时代”,为人工智能与高性能计算提供更强有力的底层支撑。
来源:电子工程专辑