

2026年6月22日,上海超硅官微宣布于5月正式向大客戶量產(chǎn)交付方形硅片產(chǎn)品,應(yīng)用于人工智能HPC芯片的下一代面板級(CoPoS, Chip-on-Panel-on-Substrate)先進(jìn)封裝工藝平臺。

而在上海超硅宣布之前,臺灣兩大硅片公司環(huán)球晶圓和合晶科技也宣布交付方形硅片。
2026月6 月18日,據(jù)臺媒《聯(lián)合新聞網(wǎng)》報道,合晶披露,與全球龍頭晶圓代工客戶高度合作,方形芯片已完成送樣,客戶進(jìn)度順利。
2026年5月25日環(huán)球晶圓召開股東會,董事長徐秀蘭表示,12英寸的方形單晶硅晶圓目前已開始小量驗(yàn)證,尺寸為310mmx310mm,公司正趕建無塵室,目標(biāo)今年第四季量產(chǎn)。
雖然三家公司都沒有公布客戶名稱,但不難推測客戶是晶圓代工龍頭臺積電。雖然上海超硅和合晶科技沒有明確尺寸,但環(huán)球晶圓明確尺寸為310mmx310mm,這也表明臺積電敲定310mmx310mm面板級封裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
其實(shí)包括晶圓代工廠和基板、面板廠商在內(nèi),整個行業(yè)正逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化,目前主流的面板尺寸有310mm×310mm、510mm×515mm、600mm×600mm等。

CoPoS是臺積電CoWoS技術(shù)的面板化升級版,其核心理念是“化圓為方”,CoPoS以方形/矩形面板(Panel) 取代 CoWoS 中的晶圓 (Wafer) 作為封裝載體,可實(shí)現(xiàn)更大的封裝面積,提升生產(chǎn)效率、降低制造成本,對于容納更多芯粒(Chiplet)和堆疊更高帶寬內(nèi)存(如HBM4、HBM4E、HBM5)至關(guān)重要,能夠完美契合英偉達(dá)、谷歌、OpenAI等客戶對下一代AI訓(xùn)練與推理芯片的超大封裝需求。
CoPoS的量產(chǎn)之路仍面臨挑戰(zhàn)。由于面板尺寸遠(yuǎn)大于晶圓,加工過程中的均勻性控制與翹曲抑制是亟待解決的技術(shù)難點(diǎn)。為了解決上述難題,在桃園龍?zhí)兜难邪l(fā)中心,臺積電的工程師正全力以赴與時間賽跑。
均勻性控制:面板級封裝的核心挑戰(zhàn),在于如何將半導(dǎo)體制造中成熟的納米級精度控制,復(fù)刻到分米級的超大尺寸基板上。以化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝為例,當(dāng)處理面積從直徑300 mm的圓形擴(kuò)展至310 mm的方形,拋光液流動均勻性偏差會從±2%陡增至±15%,直接導(dǎo)致銅互連層厚度波動超過50納米。臺積電的解決方案是開發(fā)多區(qū)動態(tài)壓力控制系統(tǒng),通過128個獨(dú)立壓力調(diào)節(jié)單元實(shí)時補(bǔ)償基板形變,將CMP均勻性控制在±3%以內(nèi)。
翹曲抑制:在熱壓鍵合過程中,310 mm玻璃基板與硅中介層的溫差形變會產(chǎn)生高達(dá)500微米的弓形彎曲。臺積電創(chuàng)新性地采用“低溫梯度鍵合”工藝,將升溫速率從每分鐘15℃降至5℃,并引入氮化硅應(yīng)力補(bǔ)償層,使總翹曲量壓縮至75微米以下。這套工藝的突破,使得面板級封裝的初期良率從2024年的32%提升至目前的68%,距離商業(yè)化量產(chǎn)的80%良率紅線僅一步之遙。
根據(jù)目前的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,臺積電已制定了明確的時間表:2026年啟動中試線建設(shè)并逐步完成產(chǎn)線搭建,預(yù)計最早在2028年啟動量產(chǎn),并在2028年至2029年間實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn);臺積電美國亞利桑那工廠預(yù)計將在 2029 至 2030 年承擔(dān)大量CoPoS 生產(chǎn)任務(wù);而集成玻璃核心基板的完整 CoPoS 工藝量產(chǎn)時點(diǎn)則定在 2030 年之后。據(jù)供應(yīng)鏈透露,英偉達(dá)預(yù)計將成為CoPoS的首發(fā)客戶,利用其更大的封裝面積來容納更多的GPU芯粒與內(nèi)存,310mm×310mm的面板正好可以放置4顆英偉達(dá)的芯片。
同時臺積電敲定310mmx310mm面板級封裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),除了考量封裝面積、生產(chǎn)良率等因素外,更是為了解決設(shè)備兼容性而尋找到最佳平衡點(diǎn)。300mm硅片用設(shè)備只需微調(diào)就可以全盤使用。
臺積電的CoPoS采用三層夾心結(jié)構(gòu),中間為高平整度玻璃核心層,上下由ABF樹脂層包覆,芯片貼附在ABF樹脂層表面,互連通過RDL(重布線層)實(shí)現(xiàn),同時引入玻璃通孔(TGV)技術(shù)以改善垂直互連和散熱。該技術(shù)支持一次封裝更多Chiplet芯粒和更高堆疊數(shù)的高帶寬內(nèi)存,理論峰值帶寬可達(dá)13-15TB/s。
在臺積電的技術(shù)路線圖中,310mmx310mm只是面板級革命的起點(diǎn),臺積電的下一代CoPoS將是515mmx510mm的超大尺寸封裝方案,目標(biāo)是在2028年實(shí)現(xiàn)單封裝集成9個光罩尺寸(約合3.5萬平方毫米)的超級封裝。該封裝可容納多達(dá)36組HBM4堆疊和5個邏輯芯片,理論顯存帶寬將突破30TB/s,足夠支撐1000億參數(shù)大模型的實(shí)時推理。
目前臺積電采用方形硅片的主要是作為擋片使用,且還在驗(yàn)證階段,因此給每家供應(yīng)商的方形硅片訂單很小,每月不足一萬片。
為此環(huán)球晶圓董事長徐秀蘭指出,方形硅晶圓為單晶硅晶圓,由于對角線接近18英寸,需先拉出18英寸晶棒,再加工成方形晶圓公司, 導(dǎo)致方形晶圓相關(guān)資本支出不少,也持續(xù)與客戶溝通,希望客戶理解建設(shè)成本;她同時也表示,目前第一期產(chǎn)能約每月幾千片,后續(xù)若客戶需求增加,可以一個模塊、一個模塊擴(kuò)充;公司預(yù)留較大的無塵室空間,若未來客戶需求明確,不必再重新擴(kuò)建無塵室,只需增加相關(guān)設(shè)備。
