全球龙头晶圆厂介绍：主导Chiplet技术路线

• 陈博 2023年11月3日 来源：中研网 799 48
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2019 年台积电推出 SoIC 技术，包括 chip-on-wafer（COW）和 wafer-on-wafer（WOW）两种方案。与 CoWoS 和 InFO 不同，前面两种方案是在封 装环节将完成晶圆级封装的逻辑芯片、HBM、Interposer等进行堆叠，因此成为 后道 3D 制造（Back End 3D Fabric）

1、台积电

晶圆代工龙头台积电是 Chiplet 工艺的全球领军者，也是当前业内主流算力 芯片厂商的主要供应商，因此我们将做着重介绍。其于 2021 年将 2.5D/3D 先进 封装相关技术整合推出 3DFabric 平台，由于 Chiplet 技术涉及芯片的堆叠，因此 台积电将其命名为 3DFabric™技术，旗下拥有 CoWoS、InFO、SoIC 三种封装 工艺，代表当前 Chiplet 技术的三种主流形式。Intel 和三星各自都有类似的 2.5D/3D 封装工艺，尽管命名不同，但结构与台积电方案类似。 前段技术 3D SoIC 利用芯片间直接铜键合，具有更小间距;后段技术 2.5D 方面，CoWos 扩展至三种不同转接板技术，InFO 将封装凸块直接连接到再分配 层。

(1)CoWoS

2012 年台积电与 Xilinx 共同开发集成电路封装解决方案 CoWoS，该封装技 术已成为高性能和高功率设计的实际行业标准。CoWoS-S 采用硅中介层，可以 为高性能计算应用提供更高的性能和晶体管密度; CoWoS-R 采用 RDL 中介层， 利用 InFO 技术进行互连，更强调小芯片间的互连; CoWoS-L 融合 CoWoS-S 和InFO 技术优势，使用夹层与 LSI(局部硅互连)芯片进行互连，使用 RDL 层进行 电源和信号传输，提供了灵活的集成。英伟达、博通、谷歌、亚马逊、NEC、 AMD、赛灵思、Habana 等公司已广泛采用 CoWoS 技术。

(2)InFO

2017年台积电宣布2.5D封装技术InFO(Integrated Fanout technology) 集成扇出晶圆级封装。台积电的 InFO 技术使用 polyamide 代替 CoWoS 中的硅 中介层，降低了成本和封装高度，促进大规模生产应用。InFO 具有高密度的 RDL，适用于移动、高性能计算等需要高密度互连和性能的应用。

(3)SoIC

2019 年台积电推出 SoIC 技术，包括 chip-on-wafer(COW)和 wafer-on-wafer(WOW)两种方案。与 CoWoS 和 InFO 不同，前面两种方案是在封 装环节将完成晶圆级封装的逻辑芯片、HBM、Interposer等进行堆叠，因此成为 后道 3D 制造(Back End 3D Fabric)，而 SoIC 是在前道晶圆制造环节，就在逻 辑芯片上制造 TSV 通孔，并将逻辑芯片之间(或逻辑芯片的晶圆之间)进行堆叠， 这个过程称为前道 3D 制造(Front End 3D Fabric)，完成堆叠后的晶圆切割后 可再进行类似 InFO 和 CoWoS 的后道封装。因此，SoIC 与 InFO/CoWoS 并非 并列、替代关系，而是将 InFO/CoWoS 所用到的单颗 SoC 替换成了经过 3D 堆 叠的多颗 SoC。 SoIC 是台积电异构小芯片封装的关键，具有高密度垂直堆叠性能，与 CoWoS 和 InFO 技术相比 SoIC 可以提供更高的封装密度和更小的键合间隔。

2、 Intel

作为全球 CPU 设计龙头厂商，Intel 同时亦是领先的 IDM 厂商。其主推的 Chiplet 工艺包括 EMIB 和 Foveros，分别类似于台积电的 InFO_LSI 和 SoIC。 EMIB 是 2.5D 硅中介层的替代方案，die-substrate 互连通过传统覆晶芯片 方式，die-die 桥接的部分用一个很小的 Si 片实现，并将这部分嵌入在载板内， 和硅中介层(interposer)相比，EMIB 硅片面积更微小、更灵活、更经济;与 传统 2.5D 封装的相比，因为没有 TSV，因此 EMIB 技术具有正常的封装良率、无 需额外工艺和设计简单等优点。

Foveros技术是高于EMIB技术的3D芯片堆叠技术，利用晶圆级封装能力， 与 2D 的 EMIB 封装方式相比，Foveros 更适用于小尺寸产品或对内存带宽要求 更高的产品。与 TSMC 的 SoIC/CoWoS/InFO 的关系类似，Foveros 与 EMIB 亦 可以配合使用。

3、三星

三星基于“超越摩尔定律”方法的异构集成技术，沿着水平集成和垂直集成 两种方向，先后研发出三大先进封装技术：I-Cube、H-Cube 和 X-Cube。 I-Cube 和 H-Cube 是 2.5D 封装方案。I-CUBE-S 类似台积电的 CoWoS-s， I-CUBE-E 类似台积电的 CoWoS-L。H-Cube 方案则抛弃了大面积的 ABF 基板， 采用面积较小的 ABF 基板或 FBGA 基板叠加大面积的 HDI 基板的方式。 X-Cube 则采用在 3D 空间堆叠逻辑裸片的方法，类似台积电的 SoIC 方案。 而在芯片之间的互连方式上，X-Cube 可以采用传统的 u-bump，也可以使用更 高端的混合键合(Hybrid Bonding)，Hybrid Bonding 可以容纳更高的 I/O 密 度。

4、长电科技

长电科技成立于 1972 年，是全球领先的集成电路制造和技术服务企业。主 营业务包括集成电路的系统集成、设计仿真、技术开发、产品认证、晶圆中测、 晶圆级中道封装测试、系统级封装测试、芯片成品测试。公司全面覆盖主流中高 低封测技术，并覆盖 WLP、2.5D/3D、SIP、高性能倒装芯片、引线互联等先进 技术;业务实现对汽车领域、通信领域、高性能计算领域、存储领域的覆盖。长 电旗下生产基地全球布局，拥有主营先进封装的星科金朋、长电韩国、长电先进、 长电江阴，和主营传统封装的滁州、宿迁多个厂区。

长电科技在中国、韩国和新加坡拥有两大研发中心和六大集成电路成品生产 基地，星科金朋、长电先进、长电韩国主营先进封装业务，而长电本部江阴厂、 宿迁厂和滁州厂主营传统封装业务。各生产基地分工明确、各具技术特色和竞争 优势。 2022 年半导体封测行业景气下行，但公司加快高性能封测领域的研发和客 户产品导入，强化高附加值市场的开拓，优化产品结构和业务比重，实现收入和 净利润逆势增长。2022 年全年，公司实现营收 337.62 亿元，同比增长 10.69%; 实现归母净利润 32.31 亿元，同比增长 9.20%，创历年新高。 2023 年 Q1，受半导体周期性下行影响，公司业绩短期承压，实现归母净利 润 1.10 亿元，同比下滑 87.24%，实现营收 58.60 亿元，同比下滑 27.99%。

利润率和费用率方面，公司在过去数年间通过业务规模增长、运营管理精进， 实现了较好的降费增效和盈利释放。2017-2022 年，公司毛利率从 11.71%提升 至 17.04%，期间费用率从 13.55%下降至 7.47%，2019 年实现扭亏为盈，2022 年实现净利率 9.57%。2023 年 Q1，受行业景气度影响公司毛利率短期下滑至 11.84%，净利率同步下滑至 1.88%。

从下游市场结构来看，公司下游市场以通信和消费电子为主。2022 年全年， 公司收入结构中通讯电子占比 39.3%、消费电子占比 29.3%、运算电子占比 17.4%、工业及医疗电子占比 9.6%、汽车电子占比 4.4%。运算电子和汽车电子 两大成长性赛道将是公司重点发力方向。

欲了解更多中国半导体材料行业的未来发展前景，可以点击查看中研普华产业院研究报告《2023-2028年中国半导体材料行业市场深度全景调研及投资前景分析报告》。

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