先進(jìn)封裝2.5D CoWoS-R封裝工藝技術(shù)及核心市場(chǎng)應(yīng)用分析

一、CoWoS-R技術(shù)原理與核心特性

定義

CoWoS-R是臺(tái)積電CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）技術(shù)家族中的2.5D封裝方案，以重新布線層（RDL）替代傳統(tǒng)硅中介層，通過(guò)有機(jī)基板實(shí)現(xiàn)多芯片異構(gòu)集成，平衡性能、成本與散熱需求。

關(guān)鍵特性

1. 中介層創(chuàng)新：采用RDL（銅布線層）替代硅中介層，減少對(duì)硅通孔（TSV）的依賴，降低材料成本與工藝復(fù)雜度。

2. 高靈活性與兼容性：支持4μm線寬/間距的精細(xì)布線，集成SoC與HBM（高帶寬內(nèi)存）等芯片，兼容InFO（集成扇出）技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3. 可靠性優(yōu)化：RDL與C4凸塊層緩解芯片與基板間的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配問(wèn)題，降低應(yīng)變能密度，提升長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

4. 性能平衡：信號(hào)傳輸RC值較低，支持高數(shù)據(jù)速率，同時(shí)通過(guò)Metalm散熱方案優(yōu)化功耗，適用于中高端AI芯片與服務(wù)器處理器。

最新發(fā)展

• 臺(tái)積電計(jì)劃在2024-2025年進(jìn)一步升級(jí)CoWoS-R，支持更大封裝尺寸（>100mm×100mm）和更多HBM堆疊（如8顆HBM3芯片），瞄準(zhǔn)AI算力需求。

二、CoWoS-R與競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)對(duì)比

核心技術(shù)路線差異

爭(zhēng)議與挑戰(zhàn)

• 性能上限爭(zhēng)議：硅中介層（CoWoS-S）仍保持更高互聯(lián)密度（如第五代CoWoS-S TSV數(shù)量是第三代的20倍），CoWoS-R在高端算力場(chǎng)景中暫無(wú)法完全替代。

• 替代技術(shù)威脅：美國(guó)佐治亞理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)提出玻璃基板技術(shù)，無(wú)需中介層即可直接集成芯片，成本更低且支持更大封裝面積（>100mm×100mm），三星、Absolics等企業(yè)已啟動(dòng)商業(yè)化布局（如Absolics計(jì)劃2025年量產(chǎn)）。

三、核心市場(chǎng)應(yīng)用與需求驅(qū)動(dòng)

主要應(yīng)用領(lǐng)域

1. AI與HPC（高性能計(jì)算）：

• 場(chǎng)景：中高端AI訓(xùn)練/推理芯片（如英偉達(dá)L40S、AMD MI300中端型號(hào)）、邊緣服務(wù)器處理器。

• 驅(qū)動(dòng)因素：HBM與SoC的異構(gòu)集成需求，CoWoS-R可降低每瓦算力成本，滿足AI服務(wù)器單機(jī)價(jià)值量提升40%-50%的市場(chǎng)需求（來(lái)源：雪球，2025）。

2. 數(shù)據(jù)中心與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：

• 場(chǎng)景：5G基站芯片、光通信模塊，需平衡帶寬與功耗的場(chǎng)景。

3. 消費(fèi)電子高端化：

• 場(chǎng)景：旗艦手機(jī)AP（應(yīng)用處理器）與ISP（圖像處理器）集成，如臺(tái)積電與蘋果合作的A17 Pro部分型號(hào)測(cè)試采用CoWoS-R。

需求數(shù)據(jù)

• 英偉達(dá)2024年對(duì)CoWoS總需求同比增長(zhǎng)3倍，其中CoWoS-R占比約30%（用于中端產(chǎn)品線），緩解CoWoS-S產(chǎn)能瓶頸（來(lái)源：財(cái)聯(lián)社，2024）。

四、產(chǎn)業(yè)鏈與商業(yè)化進(jìn)展

核心參與者

• 技術(shù)主導(dǎo)：臺(tái)積電（獨(dú)家供應(yīng)CoWoS-R工藝，2024年產(chǎn)能利用率超90%）。

• 材料與設(shè)備：

• 臨時(shí)鍵合材料：飛凱材料（已導(dǎo)入長(zhǎng)電先進(jìn)、盛合晶微，2024年相關(guān)業(yè)務(wù)利潤(rùn)預(yù)計(jì)1.5-2億元）；

• RDL制造設(shè)備：應(yīng)用材料（W2W鍵合設(shè)備）、ASML（光刻設(shè)備）。

• 封測(cè)廠商：通富微電（布局2.5D封裝技術(shù)，承接英偉達(dá)外包訂單）、長(zhǎng)電科技。

產(chǎn)能與成本

• CoWoS-R比CoWoS-S成本降低約25%-30%，但較傳統(tǒng)FC-BGA高15%-20%，適合中高端市場(chǎng)。

• 臺(tái)積電亞利桑那工廠（AP1）計(jì)劃2026年投產(chǎn)CoWoS-R，目標(biāo)產(chǎn)能每月5萬(wàn)片晶圓，服務(wù)北美AI客戶。

五、未來(lái)趨勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)

增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)

1. AI算力需求：大模型訓(xùn)練推動(dòng)HBM與GPU集成，CoWoS-R成為中高端AI芯片的“性價(jià)比之選”。

2. 國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇：國(guó)內(nèi)廠商（如通富微電、同興達(dá)）加速研發(fā)類CoWoS-R技術(shù)，政策支持下有望分食市場(chǎng)份額。

潛在風(fēng)險(xiǎn)

1. 技術(shù)替代：玻璃基板技術(shù)若實(shí)現(xiàn)商業(yè)化（如Absolics 2025年量產(chǎn)計(jì)劃），可能沖擊CoWoS-R的成本優(yōu)勢(shì)。

2. 產(chǎn)能瓶頸：臺(tái)積電CoWoS總產(chǎn)能（含R/S/L）2024年仍供不應(yīng)求，客戶可能轉(zhuǎn)向三星H-Cube或英特爾EMIB技術(shù)。

總結(jié)

1. 技術(shù)定位：CoWoS-R是臺(tái)積電以RDL替代硅中介層的2.5D封裝方案，平衡性能與成本，瞄準(zhǔn)中端AI芯片與服務(wù)器市場(chǎng)。

2. 核心優(yōu)勢(shì)：成本較CoWoS-S低25%-30%，兼容HBM集成，緩解CTE匹配問(wèn)題，可靠性更優(yōu)。

3. 市場(chǎng)需求：2024年英偉達(dá)等客戶需求增長(zhǎng)3倍，CoWoS-R占CoWoS總產(chǎn)能約30%，用于中高端AI與數(shù)據(jù)中心芯片。

4. 產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)會(huì)：臨時(shí)鍵合材料（飛凱材料）、封測(cè)（通富微電）、設(shè)備（應(yīng)用材料）為核心受益環(huán)節(jié)。

5. 風(fēng)險(xiǎn)提示：玻璃基板技術(shù)商業(yè)化（2025年試產(chǎn)）與臺(tái)積電產(chǎn)能瓶頸可能影響短期增長(zhǎng)空間。

合明科技2.5D芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。