（原标题：先进封装，重塑芯片产业）

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经常时地，评述芯片行业的分析师会声称摩尔定律也曾过期。然则，尽管跨越速率正在放缓，但芯片制造商仍然每 2.5 年控制将集成电路 (IC) 上的晶体管数目翻一番。以前，全新的芯片联想方法似乎从未流行起来。现在情况已不再如斯，因为关于启动刻下一些最遑急的应用至关遑急的新目的正在连忙受到心疼。

这些新见地中最遑急的一个是先进封装，它通过减小电触点的尺寸来容纳越来越多的晶体管。传统上，半导体芯片专注于实施一种特定的操作或过程。比拟之下，先进的多芯片封装将多个芯片和工艺集成到一个组件中。这种变革性方法将大齐半导体元件集成到一个封装中，平直贬责了最关节的半导体期间和交易拆伙。（见图 1。）

先进的多芯片封装可提高性能并裁减上市时候，同期诽谤芯片制变成本和功耗。此外，由于先进芯片封装是芯片集成度的一次透顶变革，大约开释更多功能并放松尺寸，因此相配适合迁移开发等关节应用，以及改日几年的汽车预计和生成式东说念主工智能(GenAI)。

关于芯片制造商、投资者以及预计开发和开发制造商而言，先进封装的出当代表着半导体行业款式的根人道诊治。下一代行业起首组织将是那些意志到价值创造正在转向大约使用先进封装等见地联想和集成复杂系统级芯片贬责有筹画的公司。只是制造单个组件将很快失去光彩，拔帜易帜的是配合戮力，将最好的联想、封装和系统集成连合在全部以霸道阛阓需求。

封装或沦一火

咱们现在正处于“More than Moore”的时间。正如戈登·摩尔本东说念主所预测的那样，他的定律最终不成幸免地会达到经济收益递减的阈值。跟着行业达到晶体管密度和芯片尺寸的物理极限，在小空间内塞入更多晶体管的成本正在激增。但是，先进的多芯片封装不是试图将更多晶体管挤进单个芯片，而是大约组合更小、成本和性能优化的裸片（由功能集成电路构成的未封装半导体芯片）。它通过使用高带宽互连和最新的前端或晶圆制造期间来开释封装组件的笼统材干。也许最遑急的是，这些组件中的每一个齐不错有不同的用途，与也曾达到其扩展极限的组件（举例输入/输出块）比拟，预计和内存不错在更小的期间节点上启动。

这些组件不错更紧密地摈弃在先进的基板上，使数据传输率比最新的主板快 35 倍。这也允许在多个系统中肖似使用芯片联想，因为模块化组件不错以多种面孔组合以驱动各式不同的应用。比拟之下，更世俗使用的片上系统 (SoC) 仅针对单一应用而联想。

四个例子确认了先进封装的上风。（见图 2。）

第一个例子是NVIDIA Hopper H200，这是刻下最具立异性的 AI 中枢图形处理单位 (GPU) 之一。六个高带宽内存 (HBM) 堆栈与中央 IC 芯片封装在全部，可终了高达 4.8 TB/s 的互连速率。传统系统通过印刷电路板联贯芯片，通常拆伙在 200 GB/s 以下。近距离互连也大大诽谤了这些芯片的功耗，使解救大型谈话模子 (LLM) 的数据中心在经济上可行。

第二个例子是 AMD Ryzen 系列。通过采用多个较小的芯片而不是单个大型 SoC，联想东说念主员大约从每个异构集成芯片的一系列节点大小中进行采用，并采用针对每个封装功能进行优化的芯片。这种方法将制变成本诽谤了 50%。较小的芯片尺寸通过提高制造良率有助于诽谤成本，因为晶圆上疏导数目的残障溜达在更多芯片上。

第三个例子触及芯单方面积大小。通过将 Optireg 线性电压国法器中使用的单个芯片集成到先进的封装中，英飞凌大约将部件的占用空间减少 60%。压缩复杂系统所需的空间不错终了新一代紧凑型开发，而不会影响预计材干或功能。这种微型化关于空间相配可贵的行业至关遑急，举例迁移和物联网 (IoT) 开发、助听器和腹黑起搏器等微型医疗开发以及汽车预计系统。

临了，英特尔和其他集成联想制造商 (IDM) 一样，大幅扩大了其业务制造方面的投资，以开发先进的多芯片封装材干。英特尔也曾诠释，在其数据中心 GPU Max 系列中从单个大型 SoC 切换到多个芯片不错最大限制地诽谤芯片复杂性，并允许现存芯片联想在多个封装中肖似使用。在此过程中，英特尔发现这不错将上市时候裁减高达 75%。

先进封装撼动价值链

刻下，先进封装约占所有这个词这个词半导体阛阓的 8%，预测到 2030 年将翻一番，达到 960 亿好意思元以上，卓越芯片行业的其他部分。刻下，智妙手机等消耗电子居品主导着先进封装应用，但东说念主工智能领域的怡悦发展将鼓吹改日的增长。东说念主工智能需要预计和内存元件之间快速的数据交换，这不错通过 2.5D 和 3D 封装终了。这些方法将两个以上的芯片相互相邻摈弃，以相对较低的成本产生较高的互连速率。东说念主工智能应用也曾占到所有这个词这个词先进封装阛阓的 25%，况兼在改日十年内，这一数字有望以每年约 20% 的速率增长。

跟着这一增长趋势的加速，先进封装将显赫篡改半导体生态系统。（见图 3。）传统上，芯片制造的价值链极端浮浅：一个芯片联想师、一个前端制造商和一个后端封装和测试公司。无意所有这个词这些变装齐由归并家集成开发制造商处理。在这种情况下，价值拿获的最大份额鸠合在芯片联想和前端——大多数立异齐在这里——而封装则被降为利润率较低的变装。

但先进的多芯片封装需要对封装联想进行深远的反想，以及怎样灵验和握续地改进它。它要求普及芯片价值链每个方法的材干。跟着封装成为系统性能的中枢决定身分，多个半导体芯片（通常由不同的公司联想和制造）将必须集成在归并个封装中，而封装自己可能由另一家公司分娩。因此，系统联想师需要妥洽这个新的、更复杂的供应链，并鼓吹所有这个词参与者之间的密切合作和妥洽。

传统芯片制造周期行将发生根人道变化，这已促使各家公司重新分派成本支拨，并重新鸠合研发力量，以起首于新兴趋势。咱们合计，芯片行业结构的主要变化将体现在三个方面：

1.普及系统联想的作用。

先进封装联想所占的价值份额将大幅高涨，突显其计谋遑急性。（见图 4。）算作恢复，芯片联想公司正在通过将联想从单个芯片扩展到所有这个词这个词系统（包括将多个芯片集成到先进封装中）来安详对这一关节领域的国法。

2.从前端转向后端。

封装将成为立异的重心，成为系统性能的关节各异化驱上路分。天然前端制造将继续占据价值创造的很大份额，但后端联想和封装的遑急性和利润价值将不断普及。

3.适合复杂性。

制造先进的半导体封装是一个复杂的过程。为了治理它，必须对电子联想自动化 (EDA) 软件进行编程，以联想和模拟封装中的多个芯片，以及它们的相互作用怎样影响操作条目，举例散热和翘曲。相同，材料供应商必须开发新的立异材料，以贬责先进封装中宽广界面处的热扩展和热传递等问题。况兼必须对封装开发进行更正，以霸道先进封装不断减小的特征尺寸和不断提高的精度要求。

芯片行业面庞的篡改

跟着这些期间变革的深入，半导体行业的面庞将发生要紧变化。起首，芯片联想、封装工程和系统架构之间的配合进度将大大提高，因为每个方法齐会平直影响其他方法。一个芯片的功率溜达将影响下一个芯片的热负荷，况兼可能需要定制材料来优化系统性能。

就像刻下芯片联想和制造共同发展的前端款式一样，计谋合作伙伴关系将越来越多地从多个前端参与者扩展到后端封装制造。一个很好的例子是 NVIDIA 的 Hopper H100，它使用 TSMC CoWoS-S 封装，该封装连合了 NVIDIA 联想、TSMC 制造的芯片和 SK Hynix 联想和制造的 HBM。另一个例子是：刻下的芯片公司在构建芯骤然，会在其电子联想自动化软件中使用特定代工场的制造工艺开发套件。翌日，该套件可能会以类似的面孔包含特定的封装贬责有筹画。

另一个潜在的更大合作领域将触及 GenAI 和机器智能。集成在 EDA 软件中的东说念主工智能功能不错自动化 IC 布局和平面筹谋；优化功率、性能、面积 (PPA)，这是半导体联想的基本构成部分；并以前所未有的进度简化和加速芯片分娩。但由于 AI 平台的凯旋在很猛进度上取决于其学习数据集的大小和准确性，EDA 软件供应商和芯片联想师必须在网络里面蓝图和框架以增强 AI 学问库的同期，不向竞争敌手败露他们的联想奥妙。

即便各家公司齐在争夺地位，地缘政事和监管拆伙与机遇也会出现，影响供应链和阛阓准入。跟着列国政府试图眩惑、留下和解救芯片制造领域的期间立异，对先进多芯片封装的补贴越来越流行。与此同期，由于半导体被视为对国度和经济安全至关遑急，各个地区齐在开发贸易壁垒来保护国内制造业。然则，这些程序可能会影响半导体公司的供应、合作伙伴和客户的可用性。

面向半导体企业的计谋贬责有筹画

由于先进封装期间行将带来如斯多的变化，半导体行业的不同参与者将需要采选不同的计谋要务，以保握握续的各异化和价值获取。以下是该行业各个细分领域怎样才能取得最好定位的细分。（见图 5。）

一、无晶圆厂芯片制造商

无晶圆厂芯片制造商专注于联想芯片并与代工场合作制造，他们将不得不大幅扩展其业务模式以嘱托先进封装的挑战。跟着单芯片成为先进多芯片封装的一部分，凯旋整合所有这个词这个词系统开发和分娩的无晶圆厂芯片联想者将取得最高的价值份额。然则，这带来了盛大的挑战，即妥洽理治理跨其他芯片联想者、多家代工场致使材料供应商的复杂供应链。除了本色实施除外，系统联想者还要对复混居品的性能向客户崇拜，而与该结伴企业中的合作伙伴开发信任关系的封装制造商可能雅瞻念承担所有这个词这个词系统的连累。或者，供应链中的所有这个词参与方可能甘愿在居品发布后的一段时候内摊派连累，届时他们有充足的样品来笃定最常见的故障点。

二、晶圆厂

先进封装将威迫起首节点代工场的收入，因为它减少了对大型单片 SoC 的需求，拔帜易帜的是更小、更标准化的芯片。为了保握利润水平，起首节点代工场应将其居品扩展到先进封装领域，将我方定位为系统代工场。

然则，专注于闇练节点的代工场将很难开发出大约与起首节点同业平直竞争的先进封装贬责有筹画，因为起首节点同业更乐于立异，也更雅瞻念干与新阛阓。这些代工场仍不错通过在其居品组合中增多用于硅中介层的硅通孔 (TSV) 来干与先进封装领域——这是促进很多先进封装中联贯和通讯的关节要素。这将使他们大约在闇练芯片的前端需求较低时提高晶圆厂哄骗率。

三、集成开发制造商

传统上，IDM 联想、制造和封装我方的芯片，即使价值链的某些部分可能外包。然则，这种交易模式的经济性在先进封装环境中可能面对挑战，因为系统联想东说念主员越来越需要未封装的芯片来集成到其他供应商的封装中，从而拆伙了对 IDM 封装结尾居品的需求。起首的 IDM 可能大约我方取得系统联想东说念主员的变装，独特是关于利润丰厚的专科应用。

另一种采用是，IDM 向无晶圆厂客户提供前端和后端设施，从而提供系统代工劳动。天然这战胜会提高金钱哄骗率，但它需要在 IDM 我方的居品和为成为客户的无晶圆厂竞争敌手制造的居品之间开发苍劲的防火墙。这些防火墙应确保分娩线或团队严格永别。这大大增多了复杂性，但要是 IDM 但愿在先进封装占据主导地位时幸免失去其在芯片生态系统中的地位，那么制定一项克服这一挑战的计谋可能大势所趋。

四、外包半导体拼装和测试 (OSAT) 供应商

由于 IDM 和代工场也曾分娩了约 30% 的先进封装晶圆，传统的 OSAT 必须仔细评估我方在阛阓中的最好定位，尽管阛阓正在发展，但在一定进度上正在向价值链的其他部分转动。在新的封装寰宇中，OSAT 需要在浮浅的引线键合和起初进的 2.5D/3D 封装之间笃定我方最有意的位置。

OSAT 应哄骗其传统的高产量、高成本效益制造上风，专注于一段时候内仍将需要的基本封装行为，举例凸块化，即在将晶圆切割成单个芯片之前，将凸块或焊球散布在所有这个词这个词晶圆上。此外，OSAT 还不错摄取更具立异性的方法，开发面板级封装材干。处理大尺寸面板不错增多同期处理的芯片数目，而且比代工场通常使用的晶圆级封装更低廉。

在先进封装时间的早晨，远景一派光明，但也有很多值得警惕的地方。那些相识到先进封装计谋价值并进行投资的公司正在为凯旋作念好准备。他们不仅在扩大我方的竞争上风，而且还在塑造半导体行业的改日地方。告捷者将是那些凯旋立异、驾御公共政府政策、与客户终点应用生态系统开发深厚连络并哄骗最新东说念主工智能和联想过程的公司。

这些行业领跑者已准备好哄骗价值创造从前端向更缜密、更复杂、价值更丰富的后端过程的诊治。当 GenAI 应用（险些所有这个词这些应用齐依赖于先进的封装组件）从刻下一个意象意象的新奇目的诊治为改日几年占据主导地位的平台时，他们处于最好位置。

关于投资者、计谋合作伙伴和半导体公司来说，信息很明确：现在是投资和优先接头先进封装的时候了。那些这么作念的公司将怡悦发展，引颈半导体行业走向下一个性能前沿，走向一个以创始性、速率和握续增长为标识的改日。

https://www.bcg.com/publications/2024/advanced-packaging-is-reshaping-the-chip-industry

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