一块芯片解决不了的,用封装拼出来
在前序的文章中,我们聊了中国半导体三条不同的突围路径:面板厂从追赶到引领、AI芯片从“求着你卖”到“你爱卖不卖”。这两场仗有一个共同的前提——芯片最终要被造出来。
造芯片,有一道绕不过去的坎:光刻机。
但这篇文章要说的,恰好是另一条路——当光刻机这条路被卡住之后,中国还能怎么走?
答案藏在一个被整个行业忽视的事实里,那就是:摩尔定律,正在悄悄变慢。
① 什么是摩尔定律?
1965年,英特尔创始人戈登·摩尔发现了一条规律:芯片上的晶体管数量,每隔18-24个月会增加一倍。
听起来有点抽象。
打个比方。想象你在一个固定大小的城市里建楼。摩尔定律的意思是,每隔两年,你在这块地上能建的楼层数就翻一倍。同样的地皮,能住的人越来越多。也就是说,每隔两年,你能用同样的价格买到性能翻倍的芯片。
过去50年,这条定律一直在兑现。芯片越来越小,性能越来越强,价格越来越便宜。1990年代一台超级计算机的性能,如今一块手机芯片就能做到。
但问题来了:楼越盖越高,难度也越来越大。
当楼层盖到原子级别,柱子细到不能再细,再往上加层,随时可能塌。光刻机要把电路刻到几纳米宽,误差要控制在头发丝的万分之一以下,这就不是技术问题了,而是物理极限。
台积电、三星还在推进2nm、3nm制程,每往前一步,成本飙升,良率暴跌。摩尔定律还在,但跑得越来越慢了。
而当“把芯片造得更小”这条路越来越难走,行业开始寻找新的突破口。
这个突破口,就是封装。
只不过这条路不只是中国在走,而是全球共识。
台积电把HBM内存和GPU用先进封装拼接在一起,成就了英伟达H100的性能神话;AMD把CPU拆成多颗小芯片,用封装连起来,做出了业界领先的Zen架构;苹果把两颗M1 Max拼接成M1 Ultra,性能直接翻倍。
封装,成了全球半导体行业新的主战场。
而对中国来说,这条赛道的战略意义格外特殊。
② Chiplet和先进封装
在说中国怎么做之前,我们先把两个经常被混在一起的概念讲清楚,那就是Chiplet和先进封装,这是两个经常会捆绑出现在很多文章中的词语。
Chiplet,是一种设计思路,意思是把一颗芯片“从零设计”成多颗功能各异的小芯片,再像拼乐高积木一样组装起来,形成一个完整的系统。每块积木各司其职,组装在一起才能发挥作用。
先进封装,是实现Chiplet的技术手段,解决的是“怎么把这些小芯片精准地连起来、供电、散热,形成一个完整系统”。
Chiplet是“想怎么做”,先进封装是“怎么做到”。
你看,这样是不是就好理解多了?
所以我们再来看大名鼎鼎的AMD的Zen系列,它的CPU就是Chiplet架构,CPU里有计算芯片(CCD)和IO芯片(IOD)两部分,两者用Infinity Fabric协议互联,最终封装成一整颗处理器。但负责把这两颗芯片物理上焊在一起、封成一个完整芯片的,是封装厂的事。
现在你一定很清楚了,AMD是设计者,台积电负责制造部分芯片,封装则交给封测代工厂(OSAT)——这是另一批人。
③ 为什么这条路对中国特别重要?
芯片制造和封装,是两件不同的事。
我们先来捋一下半导体产业链,芯片从设计到成品,大致会经过五个环节:
材料和设备。也就是光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备,这是整个链条的最上游,也是卡脖子最严重的地方。没有EUV光刻机,7nm以下的先进制程基本做不了。
芯片设计。用EDA软件画出电路图,设计芯片架构。这是华为海思、AMD、高通正在做的。
芯片制造。也就是晶圆代工厂要把芯片“造出来”。台积电、中芯国际做的就是这件事。制造越先进,对上游设备的依赖就越深。
封装与测试。这个环节是要把制造好的芯片切割下来,电路连接、散热处理、保护封装,形成可用的芯片。我们今天重点说的Chiplet和先进封装,就是发生在这一环。
产品集成。把芯片装进手机、汽车、服务器里。代表品牌有苹果、特斯拉、华为。
在这条链条里,中国的情况大致是:设计相对较强,制造中等,设备和和材料最薄弱,这些也是前面我们所提到的基本盘。
那么Chiplet和先进封装,这个位置特殊在哪里呢?
又回到了前面提到的:芯片制造(光刻机的工作)和封装(连接和集成的工作),是两件完全不同的事情。
封装对于光刻机的精度要求,远低于芯片制造。先进封装不需要把电路刻到几纳米,它解决的是“怎么把这些芯片精准地连起来、供电、散热,形成一个完整的系统”。
这意味着,同样用14nm的芯片,用先进封装技术把多颗芯片组合在一起,整体性能可以接近甚至达到单颗7nm芯片的效果。
没错,这是“系统级突破”,不是单芯片的突破。
对被限制的中国来说,这条路有战略价值:用成熟制程的芯片,通过先进封装组合,可以绕开对EUV光刻机的依赖,实现接近先进制程的系统性能。
这不是弯道超车,是换了一条赛道。
④ 全球都在押注,但玩法不同
这里我们必须明确,Chiplet和先进封装,不是中国独有的故事。而是全球半导体行业的大趋势。
台积电用CoWoS封装把HBM内存和GPU封装在一起,这是英伟达H100性能强大的关键之一。AMD被称为是Chiplet的先驱。Zen架构把CUP拆成多颗小芯片,用封装拼接,性能一路领先。苹果更直接,用两颗M1 Max拼成M1 Ultra,带宽2.5TB/s,性能直接翻倍。英特尔有EMIB+Foveros,“芯片桥接”技术把不同功能的芯片整合在同一模块里。三星则靠X-Cube 3D封装据报道拿下了特斯拉Dojo超级计算机封装订单。
封装,正在成为全球芯片巨头的新战场。全球2025年先进封装市场规模约531亿美元,预计2030年超过794亿美元——这是一条正在高速增长的赛道。
但中国在这个赛道里的参与方式,和他们还不太一样。
⑤ 中国军团,三路同时出击
中国在先进封装上有三类玩家,各走各的路。
第一条路:封装代工——帮别人做封装
长电科技、通富微电、华天科技这三大OSAT(外包半导体封装测试)厂商,主业是封装代工,也就是帮别人的芯片做封装。
长电科技是全球第三大OSAT,拥有XDFOI平台,可做2.5D/3D封装,线宽能做到2微米,服务华为等国内外大客户。
通富微电是全球第五大OSAT,也是AMD在全球最大的封装合作方。AMD是Chiplet架构的先驱,但它是一家芯片设计公司,芯片制造交给台积电,封装则外包给通富微电。两者的合作从2016年开始,是真正深度绑定的关系。
华天科技是全球第六大OSAT,在晶圆级封装和3D封装上各有布局,客户覆盖多家国际企业。
这三家企业合计约占全球OSAT市场份额26%。这是中国在整个半导体产业链里,真正能进入全球前列的环节。
当然还要补充说明的是盛合晶微,他是国内2.5D硅基封装大规模量产的主要厂商,也是国内唯一具备这类量产能力的工厂,在2026年2月已递交了科创板IPO申请。
第二条路:产品端的封装技术创新——自己的芯片里用封装做出差异化
长江存储是这条路上最硬气的例子。
长江存储的Xtacking技术,本质是混合键合(Hybrid Bonding)——把存储阵列晶圆和控制电路晶圆分开做,再用混合键合工艺拼在一起。
好处是,存储单元可以用更成熟的工艺,性能反而更强。长江存储率先实现了294层3D NAND的量产,不靠EUV光刻机,做到了接近国际领先水平。
这是真正绕开封锁的案例——Xtacking证明了混合键合在中国不是空白。
华为海思也在做类似的事。2025年麒麟9020的“一体化封装”,是把多种不同功能的芯片整合在同一个封装模块里,用自研方案实现。封装的具体代工方未公开披露,但这说明华为在封装领域也有积累。
第三条路:封装设备和材料——建这条路的“工具箱”
这是最薄弱的环节,也是最容易被忽视的。
设备/材料 |
现状 |
混合键合设备 |
基本依赖进口(ASMPT、BESI、TEL) |
ABF载板 |
味之素(日本)垄断全球90%以上市场,国内基本空白 |
高端底部填充胶 |
依赖汉高(德国)等进口 |
直写光刻设备(LDI) |
芯碁微装已打入台积电供应链,是国产突破代表 |
先进封装用的高端材料,中国自给率不到10%。
这才是这条路上真正的“深水区”。
芯碁微装是国内目前走得最远的封装设备厂商之一,它的直写光刻设备已经通过了台积电的验证并打入供应链,向长电、通富微电送样。2025年,大基金三期也将“先进封装设备”列入重点支持范围。
⑥ 标准和联盟:不想再被定义
之前聊面板产业的时候,提到了一个规律:谁定义标准,谁就有话语权。
Chiplet领域也是一样。
2023年,中国首个自主Chiplet标准《小芯片接口总线技术要求》(T/CESA 1248-2023)正式实施,由中国计算机互联技术联盟(CCITA)牵头,从标准层面为国内Chiplet技术发展提供了依据。
芯动科技则在2025年推出了Innolink™——国产首个物理层兼容UCIe国际标准的Chiplet IP方案。这意味着中国的芯粒(Chiplet)可以和国际标准互联互通,不至于自成一派、无法接入全球供应链。
先有标准,才有话语权。这条规律,在封装领域同样适用。
⑦ 这条路能走多远
说了这么多亮点,也要说清楚两件事。
第一,这不是万能解药。
先进封装能弥补制程的差距,但它解决不了所有问题。封装材料和设备,是这条路上真正的短板。ABF载板、混合键合设备、高端材料——这些不突破,整个链条还是会断一截。
第二,长江存储Xtacking证明了什么?
它证明了中国在混合键合技术上不是空白。但这背后还有一个现实:长江存储被美国列入实体清单之后,部分进口设备和材料的获取渠道受限。目前Xtacking能持续量产,背后是否已有国产替代方案支撑,还没有公开的完整信息。
所以更准确的判断是:WtW(晶圆对晶圆)混合键合,长江存储已经掌握,是真正的原创技术突破;但CtW(芯片对晶圆)等更精细的封装工艺,以及相关设备和材料,仍是需要攻克的环节。
摩尔定律慢下来了,这不是终点,而是换了一个赛场。
在这个新的赛场上,中国有长电、通富这样的国际选手,有长江存储Xtacking这样的原创技术突破,有正在追赶的设备厂商,也有越来越完整的标准和联盟。
但设备和材料,才是决定这条路能走多远的那块最短的板。
原文标题 : 一块芯片解决不了的,用封装拼出来
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