在AI算力需求驅動下,先進封裝的芯片系統(tǒng)面積正持續(xù)擴大。傳統(tǒng)的CoWoS技術(圓形硅中介層)因受限于光罩尺寸與材料特性,已成為制約大尺寸AI芯片的瓶頸。
華泰證券在兩份研報中,清晰地揭示了一個正在發(fā)生的產(chǎn)業(yè)變革:臺積電正在用CoPoS技術(方形玻璃基板)取代傳統(tǒng)的CoWoS技術,以突破先進封裝的橫向發(fā)展極限。
這一轉型的核心原因在于:當芯片面積擴大至9.5倍以上光罩時,傳統(tǒng)CoWoS面臨翹曲、成本高及面積受限等物理瓶頸,而CoPoS具備尺寸更大、信號損耗更低、熱膨脹系數(shù)可匹配硅等優(yōu)勢。據(jù)Trendforce信息,臺積電已于2026年Q1啟動CoPoS試產(chǎn)線建設,計劃6月完成;蘋果也已開始測試三星的玻璃基板用于AI封裝。產(chǎn)業(yè)鏈向CoPoS遷移已實質性啟動。
這對投資者意味著,玻璃基板、TGV(玻璃通孔)及RDL(重布線層)設備驅動的增量市場正在加速形成。雖然臺積電大規(guī)模量產(chǎn)可能要到2028年,但在IC載板、CPO等領域的非中介層應用,落地速度或將超出市場預期。當前試驗線已進入建設期,相關設備與材料供應商有望率先受益。
核心驅動力:當芯片大到“圓”裝不下
臺積電在其2026年北美技術論壇上公布的路線圖,是解讀這一切的關鍵。2024年,其先進封裝面積為3.3個光罩(Reticle);2026年提升至5.5個;2027年達9.5個。但最新的目標是:2028年達到14個光罩,2029年沖擊40個以上。 14個光罩的封裝面積已達約12000平方毫米,相當于兩張撲克牌大小。
這種“大芯片”需求直接源自英偉達、谷歌TPU、蘋果M-Ultra等AI巨頭。然而,臺積電目前主流的CoWoS-L方案(采用局部硅橋+有機RDL)在面對如此巨大的面積時,已面臨嚴重的翹曲、工藝復雜度和物理上限問題。
解決方案就是“化圓為方”。CoPoS(Chip on Panel on Substrate)用方形玻璃面板替代圓形硅中介層。玻璃的優(yōu)勢在于:1)面積可做得更大,不受圓形晶圓束縛;2)信號損耗極低,適配高頻;3)熱膨脹系數(shù)可調至與芯片匹配,減緩翹曲;4)TGV通孔深寬比可達50:1,遠超硅通孔(TSV)的10:1,互聯(lián)密度更高。
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增量機遇:TGV與RDL設備成“賣鏟人”
CoPoS并非憑空出現(xiàn),它本質上是CoWoS的“面板化”演進。這意味著整個工藝鏈條需要重塑,而最大的增量機遇集中在TGV和RDL兩大環(huán)節(jié)。
TGV工藝是為玻璃基板“打通神經(jīng)”。其流程包括:激光誘導改性、刻蝕、清洗、雙面電鍍、退火、CMP(化學機械拋光)等。其中,超快激光打孔設備是關鍵。此外,面板級水平電鍍設備、CMP設備的需求將被顯著拉動。
RDL工藝則是“鋪設血管”。隨著芯片互聯(lián)密度提升,RDL金屬層數(shù)翻倍,銅凸點間距縮小至5微米。這直接拉動了直寫光刻設備、刻蝕、薄膜沉積及檢測設備的需求。尤其是AOI(自動光學檢測)設備,因玻璃基板工藝的全新良率挑戰(zhàn),其重要性空前提升。
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預期差與時間表:比想象的更快、更廣
市場當前的主流觀點存在兩點顯著“預期差”:
1. 應用范圍比想象中更廣。市場主要關注CoPoS作為“中介層”替代CoWoS。但研報指出,玻璃基板的低損耗、高密度優(yōu)勢,使其在IC載板替代、射頻FOPLP封裝以及CPO(共封裝光學) 領域具備同樣廣闊的空間。尤其是在1.6T及以上速率的光模塊中,玻璃基板憑借其優(yōu)異的高頻性能和光波導集成能力,被認為是CPO的核心載體。
2. 落地節(jié)奏可能比預期更快。盡管臺積電將CoWoS的中介層上限提升至14倍光罩,可能推遲CoPoS大規(guī)模量產(chǎn)的緊迫性(Trendforce預計2028年量產(chǎn)),但在IC載板和CPO等新興應用上的進展,將加速玻璃基板的商業(yè)化落地。例如,Intel已在2026年初推出了采用800微米玻璃基板的EMIB封裝樣品。
CoPoS技術將重塑先進封裝價值鏈。傳統(tǒng)封測廠需向上游玻璃基板及材料領域延伸,以掌握TGV、RDL等核心工藝能力;而面板制造商則可能憑借玻璃基板加工優(yōu)勢向下游封裝環(huán)節(jié)滲透,產(chǎn)業(yè)鏈分工面臨重構。
從投資邏輯看,三大環(huán)節(jié)有望受益:一是玻璃基板與上游材料,具備TGV全制程能力及玻璃載板量產(chǎn)經(jīng)驗的企業(yè)將率先受益;二是核心設備,包括超快激光打孔、面板級電鍍、CMP平坦化、直寫光刻及檢測設備等需求將顯著提升;三是封裝測試,擁有玻璃覆晶工藝積累的封測廠有望向TGV先進封裝拓展。隨著臺積電試產(chǎn)線推進及下游客戶驗證落地,上述環(huán)節(jié)的增量空間正逐步打開。
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