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国产先进封装:从“配角”到“主角”的技术突围战

发布日期:2026-04-21 浏览次数:0

(文章来源:今日头条)

后摩尔时代,封测如何成为中国芯片弯道超车的突破口?

当我们谈论芯片时,话题总离不开7nm、5nm、3nm,仿佛半导体的未来全押注于光刻机的微缩极限。然而,随着摩尔定律逼近物理天花板,一个曾被视为“后端配角”的环节,正悄然站上产业舞台中央——先进封装。

在2026年的SEMICON China展会上,这一趋势尤为明显:海外厂商占比持续下滑至不足20%,国内企业全面主导舞台。更值得关注的是,先进封装已成为全场讨论热度最高的话题,无论是3D堆叠、Chiplet异构集成,还是面板级封装,每一项技术都在宣告:芯片的未来,正在从“平面”走向“立体”。

对于正面临制程受限、高端光刻机“卡脖子”的中国半导体产业而言,这无疑是一扇难得的战略窗口。

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一、先进封装:为何站上C位?

半导体产业有一个铁律——摩尔定律:芯片上的晶体管数量每18至24个月翻一倍。但如今,5nm以下制程成本急剧攀升,3nm量产虽已实现,2nm仍处研发攻坚阶段,单纯依靠制程微缩提升性能的道路越走越窄。

于是,“超越摩尔”成为行业新共识——既然不能无限缩小晶体管,那就换一个思路:把多颗芯片“堆”在一起。

先进封装的价值正体现在这里。通过将不同功能的芯片立体集成,它可以在不缩小制程的前提下,实现性能、功耗、密度的三重跃升。芯片从“平面拼板”转向“立体大厦”。尤其在AI大模型爆发的背景下,算力需求呈指数级增长,单颗GPU芯片的面积已逼近光刻机的物理极限,唯有通过先进封装,才能将更多计算单元“叠”进有限空间。

市场数据也印证了这一判断。据Yole Group数据,全球先进封装市场规模2024年约为460亿美元,同比增长19%,预计2030年将突破794亿美元,年复合增速达9.5%。而中国市场增速更为迅猛——2025年先进封装渗透率预计升至41%,相比2020年提升近20个百分点。

二、主流技术方向:三条路径重塑芯片

当前,先进封装的核心技术方向主要围绕三条路径展开:

1、2.5D/3D封装:从“并联”到“堆叠”

所谓2.5D封装,是通过硅中介层将多颗芯片并排连接;而3D封装则更进一步,直接将芯片垂直堆叠,通过硅通孔实现上下层之间的高速互联。

在本届展会上,台积电展示的CoPoS方形晶圆封装技术引发广泛关注——将传统圆形晶圆升级为310×310mm方形面板封装,单位面积利用率提升20%,成本降低15%至20%,配合原子级键合技术,带宽较传统2.5D封装提升3倍以上。

2、Chiplet:像“乐高”一样拼芯片

如果说3D封装解决了“怎么堆”的问题,那Chiplet则回答了“堆什么”的问题。Chiplet的核心理念是:将一颗大芯片拆分为若干功能小芯粒,分别采用最合适的工艺制造,再通过先进封装“拼”回去。

这一思路的革命性在于——CPU用3nm工艺追求极致性能,而I/O或模拟电路可以用成熟制程降低成本,不仅节省了天价流片费用,还大幅缩短了研发周期。在UCIe 3.0互联标准推动下,Chiplet正从“百花齐放”走向“标准化”,让不同厂商的芯粒可以像乐高积木一样自由组合。

3、面板级封装:下一阶段行业共识

随着异构集成规模不断扩大,传统晶圆作为中介层的面积利用率急剧恶化,板级封装被普遍视为先进封装的下一阶段形态。其核心优势在于——面板尺寸远超晶圆,一次可封装更多芯片,大幅降低单位成本,尤其适合AI芯片的大规模量产需求。

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三、国产力量:从“跟跑”到“并跑”

长期以来,全球封测行业呈现中国台湾、中国大陆、美国三足鼎立的格局。但一个关键变化正在发生:中国大陆封测行业已成为半导体产业链中与国际差距最小的环节。

全球前十大封测企业中,中国大陆占据三席——长电科技、通富微电、华天科技分列第三、第四、第六位。三家合计市占率超过77%,形成“长电领跑、通富猛追、华天深耕细分”的梯次格局。

长电科技:作为国内龙头,其自主研发的XDFOI平台已实现5层RDL、线宽/线距2μm,拿下英伟达、AMD、华为昇腾910B等高端订单。2025年上半年,其2.5D/3D封装收入同比增长217%,势头惊人。

通富微电:作为AMD的“御用”封测厂,其在Chiplet技术、HBM封装方面取得突破,3D NAND堆叠良率超过90%,TSV成本较海外低40%。

华天科技:深耕汽车电子封装特色领域,双面塑封BGA-SiP、uMCP已实现量产,并持续推进封装材料、设备的国产化应用。

一位参展商在SEMICON现场直言:“在先进封装上,技术已经不是国内产业发展的掣肘了”。从本届展会看,本土封测龙头已集体亮剑HBM封装、Chiplet异构集成、2.5D/3D堆叠、CPO光电合封等核心技术,完全跟上了AI芯片的封装需求。

四、国产化的深层逻辑:不仅是替代,更是生态重构

先进封装国产化的意义,远超“替代进口”这一表层的叙事。

一方面,海外CoWoS产能长期满载,为国产封装创造了宝贵的客户导入窗口。据行业反馈,台积电等龙头的先进封装产能排队超过6个月,国内GPU、HBM、自动驾驶芯片企业亟需本土封测作为“安全港”。

另一方面,国产先进封装正从“单点突破”走向“系统协同”。在2025年湾芯展上,首个以Chiplet与先进封装为核心的生态专区系统化亮相,近30家单位首次以“系统协同”为主线联合展出——从芯片设计、EDA工具,到制造封测、科研院校,构建了一个可视化的协同体系。

这种协同背后折射出一个行业共识:先进封装的竞争,正从单环节突破走向全链条协同。芯粒互连、功率分配、热管理、信号完整性等环节相互耦合,设计、EDA、制造、封测必须在同一体系中同步演进。

值得一提的是,EDA正在成为连接设计与制造的中枢。以芯和半导体为代表的国产EDA企业,已在Chiplet多物理场仿真领域实现突破,解决了信号、电源、多物理场效应的仿真难题,让国产先进封装从“能做”向“能做好”迈进了一大步。

五、挑战犹存:材料与设备的“硬骨头”

尽管封装技术本身进步显著,但产业链上游的“卡脖子”问题仍需正视。

封装基板领域,全球CR10达85%,主要由中国台湾欣兴电子、日本Ibiden等厂商主导,国内深南电路、兴森科技虽在加速追赶,但FC-BGA等高端封装基板技术仍被海外掌控。环氧塑封料等关键材料,高端产品国产化率不足10%,硅微粉、载体铜箔等因供给紧缺、海外垄断,成为国产替代的重点攻关环节。而在设备端,尽管北方华创、中微公司等已实现28nm制程设备批量供应,但在14nm以下制程及高端封装设备的国产化率仍偏低。

不过,变化正在发生。SEMICON China 2026展会上,国内设备厂商密集发布新品,刻蚀、薄膜沉积、离子注入、CMP、先进封装等设备实现全面突破。有行业分析师认为,在“去日化”趋势下,国内封装设备2026年有望迎来国产化率快速提升。

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六、结语

当摩尔定律的钟摆逐渐放缓,先进封装正成为驱动半导体产业继续向前的“第二引擎”。对于中国半导体而言,这既是突围之路,也是必争之地。

从长电、通富、华天等龙头企业的技术突破,到芯德半导体等第二梯队在玻璃基板、Chiplet等新赛道上的抢跑,再到EDA、材料、设备等上游环节的协同补位——一条从“单点技术攻关”到“系统生态构建”的国产先进封装路径,正在加速成型。

正如华泰证券所言,中国先进封装已进入“晶圆厂补位+OSAT扩产+设备国产化”的三方协同阶段。这条路的终点,或许不是简单的“替代”,而是一场真正意义上的产业重构。

后摩尔时代,封测的故事,才刚刚开始。

芯率智能服务国内头部晶圆厂达20年,在致力于实现晶圆制造的工艺优化和良率提升的同时,发挥自身优势,推动芯片设计和制造协同。目前我们的AI ADC产品已经在国内头部的晶圆厂中进行了部署,并得到了实地验证,取得了良好的效果。AI ADC产品是为半导体制造商提供的基于机器视觉的自动晶圆缺陷分类的完整方案。通过升级部分高级制程控制(APC),将其与缺陷/良率管理系统(DMS/YMS)的关键指标关联起来,实现缺陷的减少及良率提升。

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