DeepSeek的突破性進(jìn)展，讓中國(guó)在AI產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域似乎迅速縮小了和美國(guó)的差距，然而整個(gè)國(guó)產(chǎn)大模型的運(yùn)行仍高度依賴英偉達(dá)的芯片支持。盡管國(guó)產(chǎn)GPU設(shè)計(jì)能力迅速提升，但隨著臺(tái)積電對(duì)中國(guó)大陸的供應(yīng)限制，高端GPU的國(guó)產(chǎn)化制造成為中國(guó)AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，尤其是CoWoS先進(jìn)封裝制程的自主化尤為緊迫，目前中國(guó)大陸產(chǎn)能極少，且完全依賴進(jìn)口設(shè)備，這一瓶頸嚴(yán)重制約著國(guó)產(chǎn)AI發(fā)展進(jìn)程。在此背景下，普萊信智能開(kāi)發(fā)的Loong系列TCB設(shè)備，通過(guò)與客戶的緊密合作，率先完成了國(guó)產(chǎn)AI芯片的CoWoS-L測(cè)試打樣，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)TCB設(shè)備在AI芯片CoWoS封裝領(lǐng)域的首次突破。

CoWoS封裝——AI芯片高密度集成的基石

隨著AI大模型、自動(dòng)駕駛、高性能計(jì)算（HPC）的爆發(fā)式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)芯片封裝技術(shù)已無(wú)法滿足算力密度和能效比的需求。臺(tái)積電推出的CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）技術(shù)，通過(guò)將邏輯芯片、高帶寬內(nèi)存（HBM）、硅中介層等異構(gòu)元件三維堆疊集成，成為AI芯片的“終極封裝方案”。其核心優(yōu)勢(shì)在于：

1、超高密度互聯(lián)：利用硅中介層實(shí)現(xiàn)微米級(jí)TSV（硅通孔）互連，布線密度較傳統(tǒng)2D

封裝提升10倍以上，突破數(shù)據(jù)傳輸瓶頸；

2、極致能效比：HBM與GPU/ASIC芯片的“近存計(jì)算”架構(gòu)，將數(shù)據(jù)傳輸功耗降低50%，顯著提升能效比；

3、卓越異構(gòu)集成能力：突破傳統(tǒng)封裝限制，支持多芯片、多工藝節(jié)點(diǎn)（如7nm邏輯芯片+40nm硅中介層）混合封裝，為芯片設(shè)計(jì)提供更大自由度。

TCB設(shè)備——CoWoS封裝的心臟與技術(shù)制高點(diǎn)

在CoWoS封裝流程中，熱壓鍵合（Thermal Compression Bonding, TCB）是決定良率與性能的核心環(huán)節(jié)。其作用包括：

1、精準(zhǔn)連接：以微米級(jí)精度將芯片與中介層或基板對(duì)準(zhǔn)，通過(guò)熱壓實(shí)現(xiàn)銅柱凸點(diǎn)（Cu Pillar）的共晶鍵合；

2、熱應(yīng)力控制：在高溫高壓下平衡芯片翹曲，避免微裂紋或界面分層；

3、多層堆疊：支持HBM與邏輯芯片的多次鍵合，確保信號(hào)完整性。

應(yīng)用于CoWoS封裝的熱壓鍵合（TCB）設(shè)備，精度要求極高，通常不低于±1.5μm，甚至新一代的TCB設(shè)備，精度要求達(dá)到亞微米，要在這種對(duì)溫度、壓力嚴(yán)格控制環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的精度和力控，全球現(xiàn)在只有國(guó)際少數(shù)幾家半導(dǎo)體設(shè)備巨頭能生產(chǎn)TCB設(shè)備，如新加坡ASM Pacific、美國(guó)Kulicke & Soffa，韓國(guó)Hanmi等。同時(shí)，隨著AI芯片尺寸增大（如英偉達(dá)GB200芯片達(dá)130×90mm），設(shè)備需支持更大鍵合面積、更高精度及多芯片同步對(duì)準(zhǔn)，及對(duì)無(wú)助焊劑封裝的要求，F(xiàn)luxless的鍵合與自適應(yīng)翹曲補(bǔ)償技術(shù)成為未來(lái)趨勢(shì)。

全球CoWoS市場(chǎng)爆發(fā)式增長(zhǎng)，中國(guó)需求激增與產(chǎn)能瓶頸并存

據(jù)Yole Développement預(yù)測(cè)，2023年全球CoWoS封裝市場(chǎng)規(guī)模已突破35億美元，未來(lái)三年將以年均42%的復(fù)合增長(zhǎng)率快速擴(kuò)張，預(yù)計(jì)2026年市場(chǎng)規(guī)模將超100億美元。其中，AI芯片貢獻(xiàn)超70%需求——僅英偉達(dá)H100/H200、AMD MI300X等旗艦產(chǎn)品，單顆芯片即需1-2片CoWoS中介層，而2024年全球AI芯片出貨量預(yù)計(jì)達(dá)150萬(wàn)顆，拉動(dòng)CoWoS產(chǎn)能缺口持續(xù)擴(kuò)大。

中國(guó)作為全球AI芯片第二大市場(chǎng)，CoWoS封裝需求正急速攀升：華為昇騰910B、寒武紀(jì)思元590、壁仞B(yǎng)R100等國(guó)產(chǎn)AI芯片已進(jìn)入CoWoS量產(chǎn)階段，單顆芯片中介層需求達(dá)2-4片；互聯(lián)網(wǎng)巨頭（如百度、阿里）自研AI芯片亦加速導(dǎo)入CoWoS。

據(jù)測(cè)算，2024年中國(guó)大陸CoWoS封裝市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)8億美元，2026年有望突破25億美元，年增長(zhǎng)率超70%。但核心瓶頸在于包括TCB設(shè)備在內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備100%依賴進(jìn)口，且美國(guó)可能將高端TCB設(shè)備納入對(duì)華半導(dǎo)體設(shè)備禁令，導(dǎo)致產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃面臨“無(wú)米之炊”風(fēng)險(xiǎn)。

美國(guó)禁令倒逼國(guó)產(chǎn)化，TCB設(shè)備成AI芯片制造破局關(guān)鍵

美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局（BIS）已將CoWoS相關(guān)技術(shù)列為“重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域”，若對(duì)TCB設(shè)備實(shí)施出口管制，中國(guó)大陸先進(jìn)封裝產(chǎn)線或?qū)⑾萑胪?。例如：ASM Pacific已暫停向部分中國(guó)客戶供應(yīng)TCB系列設(shè)備；Besi的LAB設(shè)備對(duì)中國(guó)客戶實(shí)施“逐案審查”。在此背景下，TCB設(shè)備國(guó)產(chǎn)化不僅是商業(yè)需求，更是AI芯片供應(yīng)鏈安全的生死線。

3月26-28日，SEMICON China展會(huì)期間，普萊信（展位號(hào)：N1-1285）將攜TCB熱壓鍵合機(jī)Loong（國(guó)產(chǎn)唯一HBM/CoWoS鍵合設(shè)備）、巨量轉(zhuǎn)移式板級(jí)封裝設(shè)備XBonder Pro、高速夾焊系統(tǒng)Clip Bonder、多功能超高精度機(jī)DA403等亮相。

審核編輯 黃宇