近期,先進(jìn)封裝以及PCB領(lǐng)域關(guān)于CoWoP工藝的討論很多。CoWoP被認(rèn)為是CoWoS之后,下一代先進(jìn)封裝解決方案。消息稱,英偉達(dá)正在考慮將CoWoP導(dǎo)入下一代 Rubin GPU中使用。一直以來,CoPoS被認(rèn)為是接續(xù)CoWoS的一項(xiàng)工藝技術(shù)。隨著CoWoP成為新貴,CoWoS的下一代工藝技術(shù),再度引起業(yè)界的興趣。產(chǎn)業(yè)界的變化也引起二級(jí)市場(chǎng)關(guān)注。7月末以來,PCB板塊指數(shù)走出一波上漲行情,PCB概念指數(shù)至今漲幅已達(dá)近百點(diǎn)。板塊龍頭勝宏科技、深南電路、鵬鼎控股等股價(jià)均一度出現(xiàn)大漲。
從CoWoS到CoPoS
生成式AI熱潮爆發(fā)以來,CoWoS技術(shù)一直是半導(dǎo)體領(lǐng)域最為火熱的先進(jìn)封裝技術(shù)之一。作為臺(tái)積電主導(dǎo)的2.5D先進(jìn)封裝技術(shù),CoWoS通過硅中介層集成GPU與HBM高帶寬內(nèi)存,再以ABF基板承載芯片并通過BGA焊球連接主板,突破了傳統(tǒng)封裝在帶寬和能效上的瓶頸。其核心價(jià)值在于:通過硅中介層實(shí)現(xiàn)了高密度互連,使GPU與HBM間通信帶寬大幅提升,滿足AI訓(xùn)練中數(shù)據(jù)吞吐需求;在一定程度上降低了數(shù)據(jù)傳輸延遲與功耗,解決了“內(nèi)存墻”的問題。
2024年臺(tái)積電CoWoS月產(chǎn)能為3.5萬-4萬片晶圓,2025年底目標(biāo)提升至7萬-8萬片/月,并計(jì)劃2028年進(jìn)一步增至15萬片/月。但是,目前CoWoS的產(chǎn)能仍然供不應(yīng)求。臺(tái)積電CEO魏哲家曾表示,2024—2025年產(chǎn)能仍將“供不應(yīng)求”,預(yù)計(jì)2026年才可能達(dá)到平衡。
CoWoS也存在成本高企和信號(hào)損耗的問題,例如,ABF基板占封裝成本40%~50%,同時(shí)多層基板將導(dǎo)致NVLink和HBM信號(hào)傳輸衰減。因此,臺(tái)積電也在推進(jìn)面板級(jí)封裝技術(shù),以降低成本,增加技術(shù)的靈活性。
按照規(guī)劃,2026 年臺(tái)積電轉(zhuǎn)投資封測(cè)廠采鈺將建設(shè)首條CoPoS實(shí)驗(yàn)線,預(yù)計(jì)2026年下半年至2027年實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)出。2027 年重點(diǎn)進(jìn)行工藝優(yōu)化,進(jìn)入深化開發(fā)階段,為滿足合作伙伴需求做準(zhǔn)備。2028 年啟動(dòng)制程驗(yàn)證,為大規(guī)模生產(chǎn)奠定基礎(chǔ),目標(biāo)是在2028年底至2029年之間實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的大規(guī)模生產(chǎn)。
CoWoS的問題在于依賴硅中介層,制約了HBM堆疊數(shù)量和芯片尺寸,而AI芯片需集成更多HBM,以提升帶寬。CoPoS通過方形面板替代晶圓,面積利用率進(jìn)一步提升,可容納10~12顆HBM4,理論帶寬突破19TB/s,支撐新一代GPU的算力躍升。同時(shí),方形面板基板可集成更多芯片,單位面積產(chǎn)能較CoWoS提升 40%,可以大幅降低單位成本,加速產(chǎn)能擴(kuò)張。
CoWoP的嘗試
然而,近來無基板封裝技術(shù)CoWoP成為新的熱點(diǎn)。它的設(shè)計(jì)核心是取消ABF封裝基板,將硅中介層直接鍵合至高密度PCB上。理論上,在去除ABF基板之后,由于信號(hào)傳輸路徑縮短,一方面可以降低損耗,顯著提升NVLink等高速互連的覆蓋范圍和穩(wěn)定性,同時(shí)優(yōu)化電源效率,直接連接PCB減少阻抗,提升電源響應(yīng)速度,更加適合高功耗的GPU芯片。此外,在取消封裝蓋(Lid)和基板層后,熱量更直接傳導(dǎo)至散熱器,可以增強(qiáng)散熱效率,有利于解決高功耗芯片的散熱瓶頸問題。
這種跳過ABF基板和BGA環(huán)節(jié),直接將“芯片+硅中介層”鍵合至經(jīng)過強(qiáng)化的主板PCB中的設(shè)計(jì),可說是頗具革命性。但也正因思路過于超前,業(yè)界對(duì)其的質(zhì)疑也很多。目前CoWoP處于實(shí)驗(yàn)室向量產(chǎn)過渡階段,業(yè)界預(yù)計(jì)2025年完成GB100測(cè)試平臺(tái)的驗(yàn)證。天風(fēng)國(guó)際證券分析師郭明錤預(yù)測(cè)最樂觀情況下2028年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),但需突破 PCB 制程良率和返修率瓶頸。
如果從產(chǎn)業(yè)鏈上觀察,CoWoP路線的成功發(fā)展將有益于PCB制造環(huán)節(jié)的企業(yè),如勝宏科技、深南電路、鵬鼎控股等。mSAP是目前能實(shí)現(xiàn)最細(xì)線寬/線距(25/25微米)的PCB技術(shù),但與ABF基板的亞10微米線寬/線距能力相比,仍有較大差距。因此,具備先進(jìn)mSAP能力且熟悉基板/封裝工藝的廠商更有機(jī)會(huì)把握這一機(jī)遇。
此外,材料供應(yīng)環(huán)節(jié)與設(shè)備與測(cè)試環(huán)節(jié)的企業(yè)也有望獲益。例如,宏和科技是國(guó)內(nèi)少數(shù)掌握 Low DK(低介電)/Low CTE(低熱膨脹系數(shù))電子布量產(chǎn)技術(shù)的企業(yè),已通過英偉達(dá)認(rèn)證;方邦股份的可剝離銅箔在芯片載板和高頻高速柔性線路板有良好表現(xiàn),是MSAP工藝的關(guān)鍵材料。
但是目前來看,研究機(jī)構(gòu)多不看好CoWoP技術(shù)的落地現(xiàn)實(shí),認(rèn)為現(xiàn)在技術(shù)轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性和供應(yīng)鏈重組風(fēng)險(xiǎn)將使短期內(nèi)大規(guī)模采用CoWoP并不現(xiàn)實(shí)。大摩分析師Howard Kao指出,這一技術(shù)壁壘是英偉達(dá)Rubin Ultra不太可能采用CoWoP的主要原因之一?;蛟SCoWoP只是英偉達(dá)探索未來先進(jìn)封裝的路線之一,還需進(jìn)一步觀察其在產(chǎn)業(yè)與技術(shù)中的成熟情況。
【勝宏科技】成立于2006年,專注于高精密多層板、HDI板、FPC軟板及軟硬結(jié)合板的研發(fā)制造。公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于人工智能、新能源車、大數(shù)據(jù)中心等前沿科技領(lǐng)域。值得關(guān)注的是,公司目前量產(chǎn)的PCB板已達(dá)40層,并計(jì)劃在今年實(shí)現(xiàn)78層板的量產(chǎn)突破。公司目前是英偉達(dá)、AMD、英特爾等芯片廠商的核心供應(yīng)商,同時(shí)為特斯拉、亞馬遜、谷歌、微軟等科技企業(yè)提供高端PCB產(chǎn)品。目前,勝宏科技正考慮在香港上市,融資額可能達(dá)到約10億美元。
【深南電路】成立于1984年,主要生產(chǎn)加工印制線路板(PCB),高密度,以及提供SMT產(chǎn)品裝配服務(wù). 每月PCB產(chǎn)能達(dá)14萬平米。PCB業(yè)務(wù)方面從事高中端PCB產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)及制造等相關(guān)工作,產(chǎn)品下游應(yīng)用以通信設(shè)備為核心(覆蓋無線側(cè)及有線側(cè)通信),重點(diǎn)布局?jǐn)?shù)據(jù)中心(含服務(wù)器)、汽車電子(聚焦新能源和ADAS方向)等領(lǐng)域,并長(zhǎng)期深耕工控、醫(yī)療等領(lǐng)域。該公司PCB業(yè)務(wù)在深圳、無錫、南通及泰國(guó)(工廠在建)均設(shè)有工廠。公司有序推進(jìn)南通四期項(xiàng)目建設(shè),構(gòu)建HDI工藝技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)能,目前正在推進(jìn)項(xiàng)目基礎(chǔ)工程建設(shè)。
【鵬鼎控股】主要從事各類印制電路板的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造與銷售業(yè)務(wù)。近年來,在萬物皆“AI”的發(fā)展機(jī)遇下,鵬鼎控股不斷加大了在AI PC、AI Phone、AI server等人工智能+領(lǐng)域、5G毫米波網(wǎng)絡(luò)通訊與低軌衛(wèi)星、云端高速存儲(chǔ)與運(yùn)算、新能源車與新型儲(chǔ)能、機(jī)器人傳感、虛擬頭盔式裝置、大屏折疊及微型顯示等領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)方向上深入布局,圍繞新材料、新產(chǎn)品、新制程、新設(shè)備和新技術(shù)五大主軸,全力聚焦關(guān)鍵共性技術(shù)與產(chǎn)品前沿技術(shù),以掌握電子行業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的潮流與趨勢(shì)。
【宏和科技】主要從事中高端電子級(jí)玻璃纖維布的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè),是全球著名的中高端電子級(jí)玻璃纖維布專業(yè)廠商。公司主要產(chǎn)品為中高端電子級(jí)玻璃纖維布系列產(chǎn)品,主要包括極薄型、超薄型、薄型電子級(jí)玻璃纖維布。電子級(jí)玻璃纖維布為特定規(guī)格之玻璃纖維紗織造而成,具有絕緣、高強(qiáng)度、高耐熱、高耐化學(xué)性、高耐燃性、電氣特性佳及尺寸安定性佳等優(yōu)點(diǎn),為制造電子產(chǎn)品核心銅箔基板的重要原料,使基板具備優(yōu)質(zhì)的電氣特性及機(jī)械強(qiáng)度等性能需求,從而廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板及筆記本電腦、服務(wù)器、汽車電子及其它高科技電子產(chǎn)品。
【方邦股份】主營(yíng)業(yè)務(wù)為高端電子材料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,主營(yíng)業(yè)務(wù)為高端電子材料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,專注于提供高端電子材料及應(yīng)用解決方案,現(xiàn)有產(chǎn)品主要是電磁屏蔽膜、各類銅箔、撓性覆銅板、電阻薄膜、復(fù)合銅箔等。其中電磁屏蔽膜、各類銅箔(鋰電銅箔、標(biāo)準(zhǔn)銅箔)是公司報(bào)告期內(nèi)的主要收入來源。基于原有電磁屏蔽膜所積累的核心工藝能力,方邦股份成功研發(fā)出可用于制備載板超細(xì)線路的超薄可剝離銅箔。