台积电、英特尔、三星,三家晶圆代工厂在先进封装上的选择,正在把AI芯片的竞争从晶体管密度推向一个更隐蔽的战场。传统晶体管尺寸缩小越来越难,成本越来越高,继续靠制程微缩提升性能的路子已经走不通了。于是,把处理器拆成更小的芯片组,再把逻辑、存储器、输入输出和专用加速器集成进同一个封装,成了新的解题思路。
三家都提供这类技术,但产品组合在架构、成熟度、市场地位和集成策略上各不相同。台积电把先进封装归到3DFabric平台下,主打CoWoS、InFO和SoIC三条线;英特尔晶圆代工的核心是EMIB和Foveros;三星则用Cube系列覆盖横向和纵向集成。
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台积电:中介层路线吃下AI封装红利
台积电的CoWoS属于2.5D技术,把逻辑芯片和HBM内存放在中间层上,实现高密度、高速连接。台积电表示,CoWoS-S支持尺寸约为光刻掩模尺寸3.3倍的硅中介层,而CoWoS-L和CoWoS-R适用于更大的配置。InFO走扇出型封装,不需要硅中介层,适合薄型封装和低成本应用。SoIC则通过直接堆叠芯片实现真正的三维集成。
在基于中介层的AI封装领域,台积电尤为突出,拥有强大的客户基础。这一点直接反映在CoWoS在AI加速器市场的渗透率上——当HBM带宽成为瓶颈,中介层提供的互连密度就成了硬通货。
英特尔:桥接加堆叠,强调灵活组合
英特尔的EMIB通过嵌入有机封装基板中的小型硅桥连接并排排列的芯片组,减少硅片用量并简化组装。Foveros支持垂直集成,允许计算芯片堆叠在有源基片上。Foveros Direct采用铜对铜混合键合技术,实现更小的连接间距和更高的带宽。
更关键的是组合能力。英特尔可以将Foveros堆叠芯片与EMIB桥接芯片组合在EMIB 3.5D封装中,同时获得垂直密度和水平可扩展性。这种思路强调灵活的桥接集成和大尺寸封装,和台积电以中介层为核心的路线形成明显差异。
三星:Cube系列背后的垂直整合牌
三星的Cube系列覆盖2.5D、2.3D和3D。Cube-S将逻辑芯片和HBM封装在硅中介层上,Cube-E使用嵌入式硅桥。3D Cube-T和3D Cube-H通过热压键合和混合铜键合实现垂直堆叠,缩短通信路径并节省封装面积。
三星更广泛的优势在于,它能把晶圆代工、封装和存储器方面的专业知识整合在同一家公司。对于高度依赖HBM的系统而言,这种垂直整合极具吸引力——逻辑制造、先进封装和存储器生产都在同一个体系内完成,供应链协同的空间比竞争对手更大。
技术趋同,选择分化
三家公司都在朝着相似的方向发展,都提供中介层、桥接和垂直堆叠技术。但正确的选择取决于具体的带宽、散热、成本和供应链要求。台积电在中介层路线上建立了客户壁垒,英特尔用桥接加堆叠的组合保持灵活性,三星则把垂直整合当成差异化武器。先进封装这场仗,拼的不只是单项技术指标,还有谁能把制造、封装和存储的链条咬得更紧。
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