DeepSeek的突破性進展，讓中國在AI產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域似乎迅速縮小了和美國的差距，然而整個國產(chǎn)大模型的運行仍高度依賴英偉達的芯片支持。盡管國產(chǎn)GPU設(shè)計能力迅速提升，但隨著臺積電對中國大陸的供應(yīng)限制，高端GPU的國產(chǎn)化制造成為中國AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，尤其是CoWoS先進封裝制程的自主化尤為緊迫，目前中國大陸產(chǎn)能極少，且完全依賴進口設(shè)備，這一瓶頸嚴重制約著國產(chǎn)AI發(fā)展進程。在此背景下，普萊信智能開發(fā)的Loong系列TCB設(shè)備，通過與客戶的緊密合作，率先完成了國產(chǎn)AI芯片的CoWoS-L測試打樣，實現(xiàn)了國產(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、自動駕駛、高性能計算（HPC）的爆發(fā)式增長，傳統(tǒng)芯片封裝技術(shù)已無法滿足算力密度和能效比的需求。臺積電推出的CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）技術(shù)，通過將邏輯芯片、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)勢在于：

1、超高密度互聯(lián)：利用硅中介層實現(xiàn)微米級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（如7nm邏輯芯片+40nm硅中介層）混合封裝，為芯片設(shè)計提供更大自由度。

TCB設(shè)備——CoWoS封裝的心臟與技術(shù)制高點

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、精準連接：以微米級精度將芯片與中介層或基板對準，通過熱壓實現(xiàn)銅柱凸點（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，精度要求達到亞微米，要在這種對溫度、壓力嚴格控制環(huán)境下，實現(xiàn)穩(wěn)定的精度和力控，全球現(xiàn)在只有國際少數(shù)幾家半導體設(shè)備巨頭能生產(chǎn)TCB設(shè)備，如新加坡ASM Pacific、美國Kulicke & Soffa，韓國Hanmi等。同時，隨著AI芯片尺寸增大（如英偉達GB200芯片達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準，及對無助焊劑封裝的要求，F(xiàn)luxless的鍵合與自適應(yīng)翹曲補償技術(shù)成為未來趨勢。

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

據(jù)Yole Développement預測，2023年全球CoWoS封裝市場規(guī)模已突破35億美元，未來三年將以年均42%的復合增長率快速擴張，預計2026年市場規(guī)模將超100億美元。其中，AI芯片貢獻超70%需求——僅英偉達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芯片出貨量預計達150萬顆，拉動CoWoS產(chǎn)能缺口持續(xù)擴大。

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

據(jù)測算，2024年中國大陸CoWoS封裝市場規(guī)模將達8億美元，2026年有望突破25億美元，年增長率超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%依賴進口，且美國可能將高端TCB設(shè)備納入對華半導體設(shè)備禁令，導致產(chǎn)能擴張計劃面臨“無米之炊”風險。

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

美國商務(wù)部工業(yè)與安全局（BIS）已將CoWoS相關(guān)技術(shù)列為“重點關(guān)注領(lǐng)域”，若對TCB設(shè)備實施出口管制，中國大陸先進封裝產(chǎn)線或?qū)⑾萑胪?。例如：ASM Pacific已暫停向部分中國客戶供應(yīng)TCB系列設(shè)備；Besi的LAB設(shè)備對中國客戶實施“逐案審查”。在此背景下，TCB設(shè)備國產(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展會期間，普萊信（展位號：N1-1285）將攜TCB熱壓鍵合機Loong（國產(chǎn)唯一HBM/CoWoS鍵合設(shè)備）、巨量轉(zhuǎn)移式板級封裝設(shè)備XBonder Pro、高速夾焊系統(tǒng)Clip Bonder、多功能超高精度機DA403等亮相。

審核編輯 黃宇