三大先进封装技术将如何破解芯片性能瓶颈？

随着制程技术逐渐逼近物理极限，单纯依靠缩小晶体管尺寸来提升性能的方法已逐渐失效。此时，“先进封装技术”成为芯片产业突破瓶颈的关键。

先进封装技术可以不改变晶体管本身的大小，通过优化芯片与芯片、芯片与基板的连接方式，实现性能提升、功耗降低与体积缩小等多重目标。

在众多先进封装技术中，CoWoP、CoPoS和FOPLP凭借各自独特的设计逻辑，成为当下产业界关注的焦点，它们共同构成了后摩尔时代芯片技术迭代的重要支撑。

CoWoP技术，全称为Chip on Wafer on Package（芯片-晶圆-封装），它将多个芯片堆叠或并排放置在晶圆级中介层，然后直接整合到PCB板。其与CoWoS的区别在于省去了中间的IC载板，直接将晶圆与PCB相连。

CoWoP技术具备诸多优势，如缩短了芯片间的互联距离，从毫米级压缩到了微米级，信号传输速度因此提升30%以上，功耗却能降低20%。在高性能计算领域，比如服务器芯片和AI加速芯片，CoWoP的价值尤为突出。

CoWoP封装近期备受瞩目，主要源于英伟达的一份内部PPT。据该PPT显示，英伟达计划在GB100芯片上验证CoWoP封装技术，并与台积电的CoWoS技术同步在GR150项目中使用。

目前，台积电、英特尔等头部厂商已开始专注CoWoP技术，这或许会成为他们争夺AI芯片市场的重要筹码。

另一个备受关注的先进封装技术是CoPoS，它的全称是Chip on Package on Substrate（芯片-封装体-基板），它是台积电整合CoWoS与FOPLP，推出的新一代先进封装工艺。它将芯片排列在方形基板上，取代传统的圆形晶圆，这一“化圆为方”的设计大大提高了面积利用率，有望显著提升产能并降低生产成本。

面板级封装（PLP）是CoPoS技术的核心，这项技术允许多颗芯片同时封装，即它可将多个小型芯片（如射频芯片、蓝牙芯片、传感器芯片）封装成一个独立的“子封装体”，再把这个子封装体与主芯片（如手机的SoC芯片）一起贴装到更大的基板上，这极大地提高了生产效率。此外，PLP技术还具有更好的散热性能和更高的集成度，这对于满足高性能AI芯片的需求至关重要。

然而，天风证券分析师郭明錤指出，CoWoP与SLP（Substrate-Level PCB基板级PCB）的结合面临巨大挑战。他预计，要在2028年前实现量产将是一项乐观的预期。同时，台积电的另一项封装技术CoPoS，旨在解决CoWoS难以大规模量产的问题，预计将在2028年后量产。相较之下，CoWoP在2028年量产的难度显得更为突出。

与前两种技术相比，FOPLP技术的核心优势在于“规模化与低成本”。FOPLP的全称是Fan-Out Panel Level Packaging（扇出型面板级封装），它也和CoPoS一样，采用的是矩形基板，有的面板尺寸可达600mm×600mm，是传统300mm直径晶圆面积的4倍以上。

更大的基板意味着一次封装过程中能容纳的芯片更多，生产效率提升3倍以上；同时，矩形面板的加工更易实现自动化，人工成本和生产误差都能大幅降低。此外，FOPLP的基板选材也更加灵活，可以采用玻璃基板或是金属基板。

这些特性让FOPLP非常适合物联网、可穿戴设备、汽车电子等“量大、成本低、小型化”的场景。目前，三星、日月光等封装厂商已建成FOPLP生产线，推动其在消费电子和汽车电子领域的规模化应用。根据Yole Intelligence在2023年发布的扇出封装市场报告中的预测，FOPLP市场规模将从2022年的4100万美元迅速扩大，预计在2028年将以32.5%的复合年增长率增长至2.21亿美元。

值得注意的是，CoWoP、CoPoS和FOPLP可能并非是“相互替代”的关系，而是“互补协同”的存在。在实际应用中，芯片厂商可以根据他们的产品需求灵活组合这些技术。

总而言之，随着摩尔定律在制程微缩层面逐渐放缓，先进封装技术已经从后台走向前台，成为驱动芯片性能持续提升的关键引擎。CoWoS、FOPLP以及CoPoS等先进封装技术的蓬勃发展，标志着芯片产业进入了一个以“异构集成”和“系统级协同”为核心的新时代。它们通过创新的互联与集成方式，在提升算力、降低功耗、缩小体积的同时，也为AI、自动驾驶、物联网等未来科技提供了至关重要的底层支撑。尽管这些技术在规模化量产的道路上仍面临挑战，但其蕴含的巨大市场潜力不容忽视。