重估先进封装

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打开任何一款最新的AI加速器，你会发现一个共同点：世界上最昂贵的芯片都是由多个被称为“晶粒”（chiplet）的小部件拼接而成的。几个计算芯片并排排列，周围环绕着大量的内存。如果想要更高的性能，为什么不直接制造一个更大的芯片呢？答案就在于芯片的印刷方式。

芯片的制造过程是：利用光刻扫描仪将电路图案投射到晶圆上，每次曝光的最大面积固定为 26 × 33 毫米，约合 858 平方毫米。芯片必须能够容纳在单次曝光范围内，因此 858 平方毫米是芯片尺寸的物理极限。多年来，英伟达的旗舰级 GPU 的尺寸一直受限于此。

台积电已实现CoWoS封装的量产，其曝光尺寸是普通封装的5.5倍，最多可容纳12个HBM堆叠，据报道良率超过98%。台积电在2026年4月举行的北美技术研讨会上公布的路线图显示，其封装尺寸将在2027年达到9.5倍，并在2028年达到14-field。台积电将14倍曝光field封装描述为大约10个大型计算芯片加上20个HBM堆叠。光刻胶限制了单个芯片的尺寸，而业界已经通过将多个芯片封装在一个封装中突破了这一限制，这正是封装技术的发展方向。

收益计算：

单独拆分只能达到盈亏平衡

分割芯片的第二个常见原因是良率，但其中存在一个普遍的误解。制造缺陷在晶圆上的出现几乎是随机的，因此更大的芯片意味着更容易出现缺陷。假设缺陷密度为每平方厘米 0.1 个，计算一下：一块 800 平方毫米的大芯片的合格率约为 45%，而一块 200 平方毫米的小芯片的合格率约为 82%。那么，将大芯片分割成四块真的划算吗？这四块芯片都必须合格，这意味着要将 0.82 乘以自身四次，结果仍然是 45%。单就分割芯片而言，其收益恰好是收支平衡。

真正的优势在于能够在组装前对各个组件进行测试。晶圆上的die可以逐一进行探测，不合格的芯片可以提前剔除。合格的芯片被称为已知良好芯片（known good die），简称KGD。过去，一个缺陷会导致整个800平方毫米的处理器报废，而现在，它只会损失一个200平方毫米的组件。损失单位从整个产品降低到单个组件，这正是芯片经济性的核心所在。

事实上，芯片设计师们一直以来都在单个芯片内部玩弄这种游戏。H100 物理上包含 144 个计算单元，但英伟达只启用了 132 个：预留的容量使得无论哪个单元出现缺陷，都会将其关闭，而其余单元仍然可以作为完整产品交付。Cerebras 使用整个晶圆作为单个芯片，将这一原理发挥到了极致，将每个核心缩小到 0.05 平方毫米，从而使缺陷的影响恰好止步于此。Chiplet 将同样的原理推广到芯片边界之外，并带来了两个额外的优势。不需要尖端工艺的组件，例如 I/O 或缓存，可以使用更便宜的成熟节点制造，并且经过一次验证的组件可以在其他产品中重复使用。光罩尺寸的限制促使了 Chiplet 的出现；而 KGD 排序和节点混合则使其变得有利可图。

问题并没有消失，

而是转移到了封装内

然而，将芯片拆分并没有让工程设计变得更容易。原本由单片芯片内部完成的四项工作现在都落到了封装层上。它必须实现数千条短而密集的信号连接，以确保各个部分仍然像一个芯片一样工作；必须能够传输数百安培的电流而不出现电压下降；必须能够散发数千瓦的热量；并且必须在各种温度变化下，将热膨胀系数不匹配的材料（例如硅、铜、有机衬底和封装材料）牢固地结合在一起。

芯片堆叠越多，散热问题就越严重。比利时半导体研究机构imec在2025年末发布的一项模拟结果印证了这一点：当HBM直接堆叠在GPU上（3D堆叠）且没有任何散热措施时，热点温度高达141.7°C；而同样的硅芯片在相同的散热条件下并排放置（2.5D堆叠）时，温度则保持在69.1°C。堆叠的瞬间，下层芯片的热量就必须传递到上层芯片。这并非仅仅是模拟结果。

三星在2026年Hot Chips大会上展示的zHBM概念芯片取消了中介层，将DRAM直接堆叠在处理器上，这使其直接面临散热问题。三星正试图通过将堆叠层数控制在较低水平（大约四层芯片）来解决这个问题，这主要是为了降低散热成本，并通过将I/O接口分散在整个芯片表面来避免形成单一热点。在同一次会议上，三星的散热通道阻隔技术（Heat Path Block）和SK海力士的iHBM技术也从另一个角度尝试解决集中散热问题。这两项技术都在热量积聚的界面区域开辟了一条专用的散热通道。所有这些都只是尝试而非产品，三星也没有给出zHBM的上市时间表。

瓶颈永远不会消失。它只会转移，而它落脚的地方，就成了下一个设备市场。

瓶颈的第一步源于光罩和良率计算，即芯片之间的布线。此后瓶颈不断转移，而每一步都会带来一个问题：行业必须开始从哪些厂商购买设备和材料？

这种转变带来的后果

五十年来，封装一直是半导体价值链中利润微薄且乏味的部分。一块价值数万美元的晶圆从晶圆厂出来，经过探针测试、磨薄、切割后，被送到槟城（马来西亚）或高雄（台湾）的封装厂。封装厂只需焊上几根导线，将芯片封装在塑料外壳中，进行测试，然后发货，而费用几乎可以忽略不计。整个封装设备市场的价值大约只有……50亿美元2025年，在目前由晶圆制造设备市场指导的范围内1500亿至1600亿美元2026 年的情况。没有人对此进行研究，因为没有什么可写的。

上述物理原理终结了这种可能性。单个芯片在经济上无法突破一个曝光场的限制，而且越接近这个限制，废料就越多。唯一的解决办法是打印多个较小的芯片，并将它们拼接在同一个基板上，这个过程被称为先进封装。由于这种连接的速度现在决定了芯片的性能，封装技术已经从廉价的封装转变为人工智能领域最关键的技术之一。而且由于只有一家制造商（台积电）能够可靠地大规模组装这些芯片，因此这家工厂决定了谁可以销售人工智能芯片。

后端已成为全球人工智能计算的分配机制。

CoWoS 分配是计算资源配给的方式：据估计，英伟达将占据台积电超过一半的 CoWoS 配额，2026 年约为 63 万片晶圆，根据供应链情况，2027 年将增至 100 万片左右；博通位居第二，联发科、AMD 和超大规模数据中心运营商瓜分剩余配额。台积电表示，他们不会在客户之间进行选择，也不会放弃任何业务，并表示尽管竭尽所能，但供应仍然非常紧张。根据不同的定义，预计 2026 年的供需缺口在 10% 到 20% 之间，6 月份的数据仅包含加速器，而 7 月份的数据则将服务器 CPU 的需求也纳入了同一队列。如果无法获得 CoWoS 配额，就无法交付 AI 芯片，而晶圆产能的增加也无法改变这一点。

如今，封装业务已成为全球最重要的公司之一——台积电的首要收入来源：台积电的后端收入从大约……25亿美元2023年75亿美元2024年及前后120亿美元预计到 2025-2026 年，先进封装产品在台积电销售额中的占比将从 2026 年的约 9% 增长到 2030 年的 16-18%。台积电已经是全球最大的封装公司，并且正以 50% 的增长率巩固其地位。

资金流向已改变：日月光两次上调了其2026年的资本支出计划，至105亿美元其中70%的设备部分用于尖端封装和测试。Amkor正在投入巨资。70亿美元在亚利桑那州，英特尔要求客户预付EMIB-T基板的费用，用英特尔自己的话说，客户们积极响应，预付款高达数十亿美元。

在8月份的半导体会议上，来自计算厂商的最明确信息是：供应而非需求才是制约因素；英伟达积极锁定基板和DRAM的供应；AMD服务器市场份额的增长，既得益于疫情期间预定的基板产能，也得益于其在N2平台上的Venice架构。供应链决定收入，而封装就是供应链。

背后的规模并非英伟达一家独大：

到2025年，每月约有51.8万片晶圆采用某种形式的堆叠技术，约占所有晶圆的8%。

预计到2030年，这一数字将达到每月约350万片，占整个行业总产量的38%，其中HBM、NAND CBA和DRAM CBA将占据产量主导地位，而逻辑芯片则承载着价值。

服务于此的工具和耗材公司并非处于周期性波动之中，而是在经历整个行业产品组装方式的平台重塑。

什么是先进封装？

为何公布的数据存在数倍差异？

针对同一市场的已公布估计值，今年从不足200亿美元到超过500亿美元不等，年增长率从11%到59%不等。为何差异如此之大？因为他们统计的是不同的内容，所以让我们来绘制一下先进封装的价值链。

你关注的层面决定了哪些公司看起来像是赢家：

以营收为基础，台积电就成了焦点。

以产量为基础，OSAT（外包半导体封装测试）的规模看起来比实际更大。

以晶圆为基础，迪斯科（Disco）的崛起似乎势不可挡。

以设备为基础，整个行业看起来规模很小，而这正是普通投资者忽略它的原因。

结论：真正重要的数字是资本支出，而非营收。

对于设备和材料层面的投资者来说，正确的分母应该是封装商的支出，而不是他们的收入，因为设备供应商的款项来自支出，而且支出比营收更早、更强劲。仅两家大型OSAT今年的支出就高达约130亿美元，台积电将其年中筹集的资本支出预算的10-20%用于先进封装，英特尔已将其增加的资本支出中的很大一部分用于EMIB-T，而存储器制造商正在扩大HBM TSV产能，目标是在2027年底前达到约760kwpm。先进封装领域的资本支出每年轻松超过200亿美元，增速超过晶圆制造设备，且集中在少数几家供应商身上。

拆解先进封装供应链

需要注意的是，由于封装行业发展迅猛，其市场份额数据通常只有大约一年的有效期。而要拆解先进封装供应链，最简单的理解方式是将芯片从设计到最终成为系统的过程分为五个层级，外加贯穿所有层级的设计层。每个层级都有其自身的经济效益、市场占有率和认证周期。

材料：味之素的ABF增厚膜几乎应用于所有高性能封装，市场份额超过95%，该公司在5月份宣布将提价30%。日东纺的T-玻璃布用于控制基板芯材的翘曲。ABF基板本身由Ibiden（占Blackwell基板70-80%）、Unimicron、Shinko、南亚PCB、AT&S和Kinsus等公司生产。Resonac提供切割芯片贴装膜，花王则占据了约60%的基板清洗剂市场份额。

封装厂商方面：台积电的 3DFabric 平台（CoWoS、SoIC、InFO 和 WMCM）是参考架构，也是瓶颈所在。英特尔晶圆代工提供 EMIB、EMIB-T 和 Foveros 封装。三星提供交钥匙 HBM 封装服务，并拥有自己的玻璃中介层产品线。

OSAT 厂商方面：日月光（与 SPIL 合作）是规模最大的厂商，也是唯一一家拥有晶圆级先进资本支出的厂商。安靠（Amkor）是美国本土的替代方案，也是英特尔首家外部 EMIB 组装商。长电科技（JCET）、通富半导体和华天半导体是中国厂商。KYEC、Sigurd 和 Ardentec 是测试专家。

设备：键合机来自 Besi、Hanmi、ASMPT、Kulicke & Soffa、SEMES、Hanwha、Shinkawa 和 Shibaura。研磨机和切割机来自 Disco 和 Tokyo Seimitsu。晶圆键合机来自 EV Group、Tokyo Electron 和 SUSS MicroTec。封装光刻设备来自 Canon、Ushio 和 Nikon。湿法工艺设备来自 GPTC 和 Scientech。注塑设备来自 Towa、Yamaha Robotics 和 Besi。TSV 蚀刻和电镀设备来自 Lam Research 和 Applied Materials，CMP 设备来自 Applied 和 Ebara，临时键合和脱粘设备来自 SUSS、Tazmo 和 Tokyo Electron。点胶和热粘合设备来自 All Ring、Nordson 和 Musashi。

检测、计量和测试：KLA、Onto Innovation 和 Camtek 主导检测，Chroma、Comet 和 PVA Tepla 则采用更新的检测方式。 Advantest 和 Teradyne 生产测试仪，东京电子和东京精密生产探针台，Cohu 和 Advantest 生产晶圆级热敏电阻，Aehr 生产晶圆级老化测试仪。Technoprobe、FormFactor 和 Micronics Japan 生产探针卡，这些探针卡会接触到每一片晶圆。

设计和良率软件方面，Cadence 和 Synopsys 用于多芯片设计和热分析，PDF Solutions 用于芯片级可追溯性，而 IP 公司制定的互连标准（UCie）决定了不同供应商的芯片组是否可以通信。

在上述材料中，基板值得单独介绍。基板层将封装内的布线引向系统板，并机械地支撑整个组件。几十年来，标准基板一直是天然材料：玻璃纤维增强树脂，即 ABF 系列。随着封装尺寸的增大和上方布线的日益紧密，树脂的缺陷——翘曲和尺寸不稳定性——开始造成严重的成本问题，而玻璃芯基板正是为了解决这些问题而开发的。根据英特尔公布的对比数据，玻璃的图案变形只有有机核心的一半，这在封装尺寸非常大，且多层布线层层叠加的情况下非常重要，因为每一层都必须与下面的一层对齐。

谁在挣钱，逻辑变了

Amkor 预计 2025 年毛利率将达到 14%，其业务模式与 OSAT 厂商的传统模式相同。ASE 的合并毛利率为 21%，但其 2026 年第四季度 IC 封装和测试业务的毛利率预计将超过 30%，随着全流程 CoWoS 规模的扩大，其前沿业务的毛利率预计明年将接近 40%。台积电 (TSMC) 的企业毛利率约为 60%，并表示先进封装业务的毛利率正在逐步接近这一水平。Besi 的毛利率在 64% 至 68% 之间，Disco 的毛利率则超过 70%。耗材公司 Technoprobe 预计 2025 年的 EBITDA 毛利率为 32%，并正朝着 50% 的目标迈进。

这条封装价值链中的利润池已经发生了两次变化：

第一次变化发生在2020年至2024年期间，是从OSAT（外包半导体组装测试）环节向晶圆代工厂转移，因为台积电将最高价值的组装步骤转移到了自己的晶圆厂，并像晶圆一样定价（即向“晶圆代工2.0”转型）。

第二次变化正在发生，这是投资者尚未注意到的整个价值链的挤压：从封装商到封装商急需的工具、耗材和材料。ABF（自动封装框架）价格上涨了30%。下一代湿法工艺工具的平均售价预计上涨50%甚至更多。高端垂直MEMS探针卡的价格在五年内从约20万美元上涨到超过50万美元。混合键合机的价格为200万至300万美元，而倒装芯片工具的价格仅为45万美元。所有这些价格上涨都是产能受限的客户将成本转嫁到价值链上游造成的。

总而言之，OSAT 层级正在分裂，而非增长。

封装利润率整体并未增长。OSAT 层级正在分化，如今已呈现出截然不同的业务模式。日月光 (ASE) 斥资 105 亿美元，力图成为 CoWoS 级全流程封装的第二供应商，并因此获得了远超以往的领先利润率。安靠 (Amkor) 则斥资 70 亿美元在亚利桑那州建设工厂，目标是在 2029 年实现盈亏平衡，并仅在 2030 年工厂产能全部用满的情况下才能达到 30% 的利润率。与此同时，其先进封装项目的总投资额在其整个生命周期内仅略高于 10 亿美元。一家 OSAT 厂商正在努力争取与代工厂平起平坐，另一家则在寻求地域优势，并寄希望于客户跟进。

在它们之上，设备和耗材利润率居高不下的原因并非抽象的定价权。而是因为，用于良率关键步骤的认证设备一旦更换，就意味着要重新开启耗时两到三年才建立起来的良率学习过程，而客户对此心知肚明。

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