欢迎访问SMT设备行业平台!
行业资讯  >  行业动态  >  【芯片封装】为什么2.5D封装突然成了芯片界的“顶流”?
【芯片封装】为什么2.5D封装突然成了芯片界的“顶流”?
3 小时前   浏览:5   来源:小萍子

今天,我们就来深扒一下:2.5D封装到底凭什么,突然成了芯片界的“顶流”?

01 2.5D封装,有多重要?

随着人工智能技术快速发展,先进封装已超越制程工艺成为半导体行业最热门领域。Yole集团数据显示,全球先进封装市场到2030年将达到约800亿美元,将以9.4%的年复合增长率持续增长。

那么,什么是2.5D封装?

简单来说,2.5D封装是一种通过硅中介层(Silicon Interposer)或嵌入式桥接技术(如英特尔的EMIB)将多个芯片水平连接起来的技术。与传统的2D封装相比,它允许在单一封装内集成更多功能单元,比如CPU、GPU、内存(HBM)和I/O模块;而与复杂的3D堆叠相比,它又避免了过高的制造难度和热管理挑战。这种“不上不下的中间状态”恰恰为AI芯片提供了完美的平衡。

目前用于整合AI芯粒的主要先进封装技术有两种:

一是硅中介层方案,如台积电的CoWoS,先将芯片通过Chip on Wafer(CoW)工艺连接至硅晶圆,再与基板整合;二是RDL中介层方案,如FOCoS,将芯片置于RDL介面上进行整合。若RDL中介层上内埋有桥接结构,则称为FOCoS-Bridge,例如AMD MI250就是将GPU跟HBM整合在RDL中介层上面。

台积电的CoWoS严格来说也属于2.5D先进封装技术,由CoW和oS组合而来。英特尔在2.5D上有多个方案:EMIB 2.5D、Foveros-S 2.5D、Foveros-B 2.5D。

02 核心驱动力:打破算力与内存的“拦路虎”

AI芯片(如GPU)面临一个致命瓶颈:内存墙

简单来说,GPU算力再强,如果数据喂不进来,一切都是白搭。传统2D封装下,GPU和内存(HBM)分开放在电路板上,互连线路长、传输慢、功耗高——就像用乡间小路跑超跑,根本跑不起来。

2.5D封装的出现,直接解决了这个问题。它的核心逻辑是:在芯片下面加一层“高速立交桥”——也就是硅中介层。把GPU和HBM并排放在这座桥上,芯片之间实现了超高速、低延迟通信,数据传输带宽直接拉满。

换句话说,没有2.5D封装,就没有今天AI芯片的算力神话。

目前,HBM4是使用2.5D封装的典型代表,诸如AMD、NVIDIA等企业已推出多款基于2.5D硅中介层的产品。台积电CoWoS技术的硅中介层尺寸从2016年的1.5倍光刻版尺寸(约1287mm²)演进至当前的3.3倍(约2831 mm²),可支持8个HBM3堆叠,并计划2026年扩展至5.5倍尺寸(4719mm²)以兼容12个HBM4堆叠。

03 为什么不是3D?折中的智慧

很多人会问:既然要堆,为什么不直接上3D封装?

答案是:2.5D是当下“性价比”最高的选择。

我们不妨做个对比:

维度
2.5D封装
3D堆叠
性能提升
更高
散热难度
可控(平铺散热)
地狱级(热岛效应)
制造成本
相对可控
极高
良率风险
可测已知合格芯片
一颗坏,整堆废
技术成熟度
已大规模商用
仍在探索期

2.5D封装聪明就聪明在:它吃到了集成度提升的最大红利,却避开了3D堆叠最棘手的坑。

英特尔最新的至强6+处理器(Clearwater Forest)采用2.5D EMIB + 3D Foveros混合方案,将12个计算芯粒整合为288核,证明2.5D仍是高性能芯片的基石。苹果官宣M5 Pro/Max采用台积电SOIC-MH 2.5D芯粒设计,CPU与GPU物理隔离,彻底解决M4系列的“热串扰”问题。

在芯片行业,技术不是越激进越好,而是越平衡越好。

04 巨头混战,谁在卡位?

2.5D封装之所以成为“香饽饽”,还因为它正在重塑半导体产业链的格局。

台积电CoWoS:一家独大,产能告急

目前NVIDIA、AMD的AI芯片几乎都绑在台积电CoWoS技术上。投顾法人推估,台积电CoWoS先进封装月产能将从2025年底的每月7万片晶圆,到2026年底将扩充至月产能10万片,预期2027年底月产能将提升至13万片。由于CoWoS产能在AI浪潮下持续供不应求,台积电正逐步规划将台湾既有的8英寸晶圆厂转型为先进封装厂。

英特尔EMIB:逆袭的“Plan B”

NVIDIA下一代GPU“费曼”(Feynman)有望采用英特尔EMIB-T封装技术!富国银行报告认为,双方合作有望为英特尔代工业务创造10亿美元营收。EMIB-T是英特尔在EMIB基础上升级TSV硅穿孔的先进封装技术,将与台积电CoWoS正面竞争。苹果、高通也有意跟进。

封测大厂:老树开新花

日月光投控今年在机器设备将再增加15亿美元投资,其中2/3比重布局先进制程服务,今年总资本支出规模将创历史新高,达到70亿美元。力成今年资本支出规模预估约新台币400亿元,主要扩充扇出型面板封装(FOPLP)产能。京元电规划今年资本支出新台币393.72亿元,超越2025年的370亿元规模,再创历史新高。

全球第二大OSAT企业Amkor在2025年8月宣布,对其在美国亚利桑那州皮奥里亚市的先进封测设施项目进行重大调整,占地面积从原先的56英亩扩大至104英亩,几乎翻倍。

05 国产2.5D封装进入“兑现年”

中国大陆厂商在2.5D封装领域也取得重要突破:

盛合晶微:科创板IPO已获受理,2024年在中国大陆2.5D封装市场的收入份额约为85%,技术能力与全球领先企业“不存在代差”。公司拟募集资金48亿元,投向三维多芯片集成封装等项目。

长电科技:XDFOI高密度扇出型封装平台已进入量产阶段,可支持4nm节点Chiplet产品。

通富微电:TSV工艺成本较海外低40%,与AMD合作实现大尺寸FCBGA和2.5D封装量产。

华天科技:2.5D/3D封装产线已于2025年上半年完成通线

06 封测环节迎来“涨价潮”

2026年初以来,封测环节开启量价齐升周期。中国台湾封测厂(力成、华东、南茂等)启动首轮涨价,涨幅接近30%。日月光报价涨幅从原预期的5%-10%上调至5%–20%

驱动因素包括:HBM产能挤压标准型DRAM供给、金铜等原材料价格上涨、AI需求持续旺盛。希荻微、捷捷微电、士兰微、思特威、新洁能等A股公司均宣布提价,涨价幅度普遍在10%~20%,幅度大的甚至达50%~80%。

07 3D封装是下一步

2.5D只是过渡阶段,3D封装才是下一目标,最大的好处是把连线距离大大缩短了。3D封装是通过垂直堆叠实现芯片立体集成,核心技术包括硅通孔(TSV)和混合键合(Hybrid Bonding)。

为支持这一转型,ASML已经向客户交付第一台专为先进封装应用开发的光刻机 “TWINSCAN XT:260”,可用于3D芯片、芯粒的制造与封装。采用波长为365纳米的i线光刻技术,分辨率约为400纳米,生产速度高达每小时270块晶圆,是现有先进封装光刻机的4倍。

泛林集团也在2025年9月推出面向AI/HPC芯片的先进封装沉积设备 “Vector Teos 3D”,主要特点在于能够应对“异质集成”和三维垂直堆叠过程中出现的各类技术难题。

08 结语

2.5D封装的火爆,折射出半导体行业一个深刻的转折:

当摩尔定律走向物理极限,“怎么把芯片连起来”和“怎么把芯片造出来”变得同等重要。

它不是过渡技术,而是当下芯片行业在成本、性能、风险之间找到的“最优解”。

全球产能的密集落地,印证了先进封装已从制造环节跃升为半导体竞争的核心赛道。未来,2.5D封装会向两个方向演进:

  • 向下——更便宜的有机中介层,降低成本

  • 向上——局部3D堆叠,逐步突破散热瓶颈

但至少在未来5年,2.5D封装,才是AI芯片真正的“底座”。


头条号
小萍子
介绍
推荐头条