2026年电子行业：AI算力发展需求推动先进封装成长，国产替代迎接新机遇（附下载）

来源：报告研究所

AI 算力迅猛增长，CoWoS 先进封装供不应求

（一）传统封装面临瓶颈，先进封装成为破局关键

当下，AI 算力需求的增长速度，已经超越了芯片产业长期依赖的底层物理定律。 以 ChatGPT 为代表的生成式 AI 推动模型参数量进入万亿时代，其训练与推理所 驱动的算力需求呈超指数级增长，约每 3-4 个月翻一番，远超传统摩尔定律所定 义的硬件性能提升周期约为每 18-24 个月翻一番。

AI 算力需求以超越摩尔定律的速度膨胀，直接将系统性能瓶颈从单一的计算单元 转移至数据存储与搬运环节，传统芯片封装技术面临系统性瓶颈。大模型训练与 推理的海量参数访问特性，使得内存带宽与通信延迟取代了单纯的峰值算力，成 为制约实际性能的关键短板，迫使芯片设计从追求单个计算核心的峰值性能，转 向对计算、存储、互连进行一体化设计的系统重构。传统封装技术在应对 AI 算力 需求时，主要面临三大根本性物理与工程瓶颈，即“容量墙”、“带宽墙”与“成 本墙”。

先进封装在继承传统功能的基础上，通过倒装芯片、晶圆级封装、2.5D/3D 集成 等技术路径，核心实现了高密度互连与异构集成，极大地缩短了芯片间互连距离， 提升了系统带宽与能效，并允许将不同工艺、不同功能的芯粒在封装层级进行灵 活组合，从而在系统层面优化性能、成本和功能多样性。

（二）算力需求指数级增长，CoWoS 先进封装供不应求

自 2025 年下半年以来，由 AI 与 HPC 驱动的算力需求持续爆发，致使以台积电 CoWoS 为代表的先进封装产能陷入长期短缺。尽管台积电正积极扩产，但其增速 仍难以匹配来自英伟达、AMD 及谷歌、特斯拉等科技巨头多元化 AI 芯片的强劲 需求，供不应求已成为当前市场的结构性特征。 这一供需矛盾的根本，在于其与高端 AI 芯片形成了强绑定关系。为满足大模型训 练的巨量内存带宽需求，高端 AI 芯片普遍依赖集成高带宽内存，而 HBM 本身作为 3D 堆叠的产物，其与 GPU 等计算芯粒实现高速互联的主流关键技术路径，正 是通过 2.5D 硅中介层或类似的高密度互连方案来实现，使得每一颗高端 AI 芯片 的产出，都直接转化为对 2.5D/3D 封装产能的刚性需求。

在 AI 算力需求与芯片架构变革的双重驱动下，先进封装技术，特别是 2.5D/3D 封 装，推动整个产业进入高速增长的黄金发展期。Yole 集团最新数据显示，2024 年 全球先进封装市场规模约为 460 亿美元，同比增长 19%，预计将以 9.5%的年复 合增长率持续增长，到 2030 年超过 794 亿美元。在 AI、高性能计算等应用驱动 下，2.5D 与 3D 互连类先进封装细分市场预计将保持高速增长，2023–2029 年 CAGR 约为 37%，明显高于整体封装市场增速水平。

全球先进封装技术逐步成熟，呈现显著的技术与生态分层竞争格局。高端市场， 特别是高 I/O 密度>1000 I/O/mm² 领域，由台积电、三星和英特尔三大集设计与 制造于一身的巨头主导。中密度 100-1000 I/O/mm²的先进封装市场则主要由专业的外包封测厂商参与，包括日月光、安靠以及中国的长电科技等。在低密度领域， 则由众多传统封装厂商提供服务。

当前，产能紧缺与技术高壁垒正成为产业面临的双重挑战，同时也为具备技术突 破和快速产能响应能力的厂商，提供了明确的战略机遇窗口。以长电科技、通富 微电、盛合晶微为代表的中国厂商，已在 2.5D/3D 集成、Chiplet 等关键技术方向 实现阶段性突破，并完成部分客户导入与验证，相关产能正在逐步释放，有望在 国产算力芯片供应链中承担更重要的封装环节角色。

（三）封装架构持续演进，CoWoS-L 成高集成度新方向

先进封装并非单一技术，而是指超越传统打线键合，能够实现更高性能、更高集 成度与更小体积的一系列封装方案总称。从技术架构上，主要分为 2.5D 封装和 3D 封装两大路径。2.5D 封装的核心在于使用硅中介层作为“互联基板”，将芯片平 铺其上并通过层内高密度布线实现高水平互连，是当前整合 HBM 与 GPU 的主流 方案；而 3D 封装则追求垂直方向的极致集成，通过硅通孔或混合键合等技术将 芯片像楼层一样直接堆叠并实现电性直连，从而实现更短距离、更高带宽的立体 集成，是未来存算一体等先进架构的终极方向。

随着 AI 芯片算力规模与系统复杂度持续提升，2.5D 先进封装正从以完整硅中介 层为核心的 CoWoS-S 架构，逐步演进至“局部硅中介层+有机基板+RDL”相结 合的 CoWoS-L 架构，其核心驱动力是满足更大规模、更高复杂度 Chiplet 系统的 集成需求。 CoWoS 在 2.5D 中，根据不同的中阶层，也可以分为 CoWoS-S、CoWoS-R 和 CoWoS-L。CoWoS-S 作为高性能基石，它采用完整的硅中介层，提供目前最高 的互连密度和带宽，并集成深沟槽电容优化供电。它适合对性能有极致要求、集 成规模明确的高端芯片，但中介层尺寸受光罩限制。CoWoS-R 主打灵活性与扩 展性，用有机重布线层替代硅中介层，材料更具弹性，能更好地缓冲热应力，并 允许封装尺寸灵活扩大，适合需要集成大量芯粒或尺寸特殊的复杂系统。CoWoSL 创新地结合了局部硅桥和全局有机基板，在接近 CoWoS-S 性能的同时，实现 了更大的封装面积和更优的成本控制，是未来多芯粒集成的理想选择。

当前，CoWoS-S 为高端 AI 芯片的主流量产方案，其通过完整硅中介层实现 GPU/ 加速器与 HBM 之间的超高密度互连，在带宽、延迟和信号完整性方面具备显著 优势，但随着芯片尺寸和 HBM 堆叠数量持续增加，整片硅中介层在尺寸、良率与 成本上的约束日益突出。一方面，硅中介层尺寸受限自身的光罩尺寸极限，限制 了可集成 Chiplet 数量与尺寸，难以支撑未来万亿参数 AI 模型所需的极致算力密 度，另一方面，大尺寸硅中介层良率下降明显，制造成本快速上升，逐渐成为系 统扩展的瓶颈。 因此，行业趋势逐渐向 CoWoS-L 转移，该方案以大尺寸有机基板作为承载主体， 仅在 GPU 与 HBM 等关键高带宽区域引入局部硅中介层或硅桥，其余区域通过高 密度 RDL 实现互连，在保持核心互连性能的同时，显著提升了可封装面积与系统 扩展能力，并在整体成本与良率方面更具可持续性，已成为面向下一代超大规模 AIChiplet 系统的重要发展方向。 进一步展望，行业已开启更远期的中介层替代技术探索，CoPoS 与 CoWoP 两大 路线成为下一代先进封装的核心研发方向。 CoPoS 采用化圆为方的设计思路，将传统 CoWoS 的圆形硅中介层替换为矩形面 板，通过面板级封装形式大幅提升单位面积利用率与量产效率，芯片经面板排列 整合后，再通过封装制程连接至底层载板实现多芯片集成，但其技术挑战集中于 面板翘曲度控制，且散热效能受 ABF 基板特性限制，需配套额外散热方案以满足 高功率芯片需求。 CoWoP 则通过精简封装路径实现突破，摒弃传统 ABF 基板，将芯片与中介层直 接搭载于高精度 PCB 板上，不仅缩短信号传输路径以优化电性能，更依托大面积PCB 板的特性提升散热效率，该技术中高精度 PCB 制造成为其规模化落地的核 心瓶颈。

从产业跟进情况来看，国内先进封装厂商已同步展开类似 CoWoS-L 路线的技术 布局。以长电科技的 XDFOI、通富微电的大尺寸 2.5D/高密度 RDL 平台为代表， 国内厂商正围绕局部硅中介层、扇出型布线与 Chiplet 系统集成等关键方向推进 量产能力建设，目标是支撑未来更大规模、更复杂的国产算力芯片集成需求。

国产算力势在必行，催生先进封装内需市场

（一）外部限制持续加码，国产替代逐渐演变为必选项