先进封装技术CoWoS-S市场应用分析及合明科技芯片封装清洗介绍

先进封装（Advanced Packaging）是当前半导体产业突破摩尔定律物理极限、提升系统性能与集成度的关键技术路径。随着AI算力需求爆发，先进封装已从“可选项”变为“必选项”，其中台积电主导的CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）技术，尤其是其主流变体CoWoS-S，已成为高性能计算（HPC）、AI训练芯片和高带宽存储（HBM）集成的核心封装方案。

先进封装技术是当前延续芯片性能提升的核心路径之一，其中CoWoS-S作为一种关键的2.5D封装方案，已成为驱动AI与高性能计算（HPC）芯片发展的主要引擎。

下面的表格整理了当前主流的先进封装技术及其核心特征，可以帮助你快速了解CoWoS-S所处的技术背景。

以下将从先进封装工艺体系和CoWoS-S市场应用两个维度进行详细全面介绍：

一、先进封装核心工艺体系详解

先进封装区别于传统引线键合（Wire Bonding），通过引入更高密度互连结构和异构集成能力，实现芯片性能、功耗、尺寸的协同优化。其核心技术要素包括：

 CoWoS-S的技术核心与制造流程

CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）是台积电推出的2.5D先进封装平台，主要分为S、L、R三种类型。其中，CoWoS-S是最经典、应用最广泛的一代，其核心特征是使用带有硅通孔（TSV）的硅中介层作为多芯片互联的平台。

• 技术架构：它将处理器（如CPU/GPU）、高带宽内存（HBM）等多个芯片，通过微凸块（µBumps）高密度地排列并互连在一个大尺寸的硅中介层上。这个中介层内部密布TSV和细密的金属布线（RDL），承担着芯片间高速数据传输和垂直导通至外部封装基板（Substrate）的角色。

• 核心优势：硅中介层提供了媲美晶圆级的超高互连密度和极佳的信号完整性，使得处理器与HBM之间的数据传输带宽达到TB/s级别，同时具有优异的散热性能。这也是AI/HPC芯片选择它的根本原因。

• 制造流程：可以简化为两个主要阶段：

1. 芯片上晶圆 (CoW)：先将多个芯片通过微凸块倒装焊到硅中介层晶圆上。

2. 晶圆上基板 (WoS)：将已完成CoW的整片中介层晶圆切割成单个单元，再通过更大的焊球（C4 Bumps）将其连接到传统的有机封装基板上，完成最终的输入输出和物理保护。

1. Bump（凸块）工艺

• 作用：在芯片I/O焊盘上制作金属凸点（如铜柱+锡帽），作为芯片与中介层或基板之间的电连接。

• 演进方向：节距（pitch）不断缩小（从50μm向20μm甚至10μm发展），支撑更高I/O密度。

• 关键材料：铜、锡银合金、UBM（Under Bump Metallization）阻挡层。

2. RDL（重布线层，Redistribution Layer）

• 作用：重新排布芯片原始焊盘位置，使其适配外部封装布局，实现更灵活的I/O分布。

• 工艺特点：采用光刻+电镀方式，在晶圆表面构建多层金属走线。

• 技术趋势：线宽/线距（L/S）从2/2μm向0.5/0.5μm演进（2027年后），支持更高密度互连。

3. TSV（硅通孔，Through Silicon Via）

• 作用：在硅片中垂直钻孔并填充导电材料，实现芯片堆叠间的三维电气连接。

• 应用场景：主要用于3D封装（如HBM内存堆叠、3D NAND）。

• 挑战：深宽比高、热应力大、成本高。

4. 中介层（Interposer）技术

• 类型：

• 硅中介层（Silicon Interposer）：采用CMOS工艺制造，具备亚微米级布线能力，用于CoWoS-S。

• 有机中介层 / RDL中介层：成本更低，用于CoWoS-L。

• 功能：提供高密度互连通道，集成无源器件（如iCap电容），缓解信号完整性问题。

二、CoWoS-S 技术详解与核心市场应用分析

（一）CoWoS-S 是什么？

CoWoS-S（Chip-on-Wafer-on-Substrate with Silicon Interposer）是台积电最早推出的CoWoS版本，采用全硅中介层（passive silicon interposer）作为芯片互连平台。

核心技术特征：

（二）CoWoS-S 的核心市场应用

1. AI训练芯片（主力市场）

• 代表产品：

• 英伟达 A100 / H100 GPU（基于Ampere/Hopper架构）

• AMD Instinct MI300 系列

• 需求驱动：

• H100单颗芯片需集成6~8颗HBM3，总带宽达3.35 TB/s；

• 硅中介层提供超低延迟、高带宽互连，满足AI模型训练对内存墙的突破需求。

• 市场份额：英伟达占据台积电CoWoS产能超50%，是最大客户。

2. 高性能计算（HPC）与云计算ASIC

• 客户：博通（Broadcom）、Marvell、亚马逊（AWS Trainium）、谷歌（TPU早期版本）

• 应用场景：

• 定制化AI加速芯片；

• 数据中心网络处理器（如DPU）；

• 存算一体架构探索。

3. 高端FPGA与网络芯片

• 如Xilinx（AMD）部分Versal AI Core系列也采用CoWoS-S以支持HBM集成。

（三）市场现状与产能格局（截至2026年初）

（四）CoWoS-S vs. CoWoS-L vs. EMIB 对比简表

三、未来趋势与挑战

1. 技术演进

• CoWoS-S将逐步退居二线，CoWoS-L成为2025–2027年主流；

• CoWoS-R（更大面积、3.3倍光罩）仍处技术储备阶段，面向超大规模AI芯片（如GB200 NVL72）。

2. 供应链安全与国产化

• 中国正加速布局CoWoS相关产业链：

• 汇成股份：规划2027年实现3D DRAM封装6万片/月；

• 沃格光电：玻璃基板（GCP）技术小批量交付，探索替代硅中介层；

• 合明科技：开发CoWoS专用清洗剂，打破海外垄断。

3. 竞争格局变化

• 英伟达主导需求，但云厂商转向EMIB趋势显现（如谷歌TPU v8/v9可能采用Intel方案）；

• 台积电通过外包策略缓解产能瓶颈，推动日月光、矽品等OSAT企业切入高端封装。

• CoWoS-S的核心市场应用

• 目前，CoWoS-S的核心应用几乎完全集中于对算力和带宽有极致要求的 AI与高性能计算领域。

• 市场驱动力：以英伟达、AMD为代表的AI芯片是最大需求方。例如，英伟达的A100、H100，以及AMD的Instinct MI系列等旗舰产品，均采用了CoWoS-S封装。根据摩根士丹利报告，仅英伟达一家在2026年对CoWoS（主要是S和L型）的总需求预计就将达到约59.5万片晶圆，占全球需求的六成左右。

• 产能与供应链：台积电是CoWoS-S的主要供应者，占据绝对主导地位。为应对激增的需求，台积电正在全球（包括美国亚利桑那州）积极扩产。同时，像安靠（Amkor）、日月光（ASE）等专业封测厂也开始分担部分CoWoS（主要是R型）的封装环节。

结语

CoWoS-S作为先进封装的“黄金标准”，在过去五年支撑了AI算力革命的爆发式增长。尽管其正面临成本与扩展性瓶颈，逐步让位于CoWoS-L，但其在高带宽、高可靠性场景中的地位短期内难以完全取代。未来，先进封装将呈现CoWoS与EMIB双轨并行、硅基与玻璃基材料共存、国际巨头与本土企业竞合的新格局，成为全球半导体产业竞争的战略高地。

CoWoS-S先进封装清洗剂-合明科技锡膏助焊剂清洗剂介绍：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

合明科技运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。

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合明科技凭借精湛的产品技术水平受邀成为国际电子工业连接协会技术组主席单位，编写全球首部中文版《清洗指导》IPC标准（标准编号：IPC-CH-65B CN）(“Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies”)，IPC标准是全球电子行业优先选用标准，是集成电路材料产业技术创新联盟会员成员。

主营产品包括：集成电路与先进封装清洗材料、电子焊接助焊剂、电子环保清洗设备、电子辅料等。

半导体技术应用节点：FlipChip ;2D/2.5D/3D堆叠集成;COB绑定前清洗；晶圆级封装；高密度SIP焊后清洗；功率电子清洗。