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編者注

此前，半導體行業觀察曾發布過臺積電在33日的演講，并以《臺積電更新封裝路線圖》為題呈現給讀者。現在我們分享一份讀者的初步解讀，希望能提供一些思考。后續我們會發布更多解讀，有興趣分享的讀者歡迎與我們聯系，謝謝！

Die-to-die、ODI、TSV，這些單詞和縮寫詞都有一個共同點——都與兩片硅片的物理連接有關。一般來說，將多個芯片連接在一起的方式有很多種，臺積電就有很多這樣的技術。為了統一技術，它將它們命名為2.5D、3D封裝等。最近，臺積電推出了一種新的封裝解決方案。結合臺積電提供的十幾種封裝技術，總的來說，分為兩部分：一邊是所謂的“前端”芯片堆疊技術，比如Cow（Chip on wafer）；另一邊是“后端”封裝技術英語作文，比如InFO（Fan-Out）和CoWoS（chip-on-wafer-on-）。

臺積電引入了很多專業術語，比如RDL或者LSI等，與英特爾的術語有所不同fabric是什么意思，下面我們來詳細解釋一下：

前端芯片堆疊技術統稱為“SoIC”，即集成芯片系統，該技術的主要特點是不使用后端集成的凸塊技術，而是直接將硅片堆疊在一起，就像一整片硅片一樣。

該技術相對來說比較復雜，但是在熱阻方面有很大優勢。

如下圖所示，SoIC連接的熱阻比微凸塊連接低35%。隨著封裝技術的發展，芯片的集成度越來越高，這種連接的熱阻是一個非常大的挑戰。但是這些SoIC技術的缺點是堆疊設計必須與其他芯片一起設計，需要在開始時確定芯片設計，而微凸塊技術只需要在后期將芯片連接在一起即可。

盡管存在上述缺點，臺積電仍在努力推廣其 SoIC 技術。一般來說，人們自然會擔心這種連接的可靠性和連接密度。不過，臺積電表示，他們可以實現 0.9 微米的鍵合間距。與英特爾相比，他們的間距高出兩個數量級。

臺積電計劃在其 7nm、5nm 和 3nm 工藝節點向客戶提供 SoIC 技術，屆時 TSV 間距將從 9 微米縮小至 4.5 微米。

臺積電的后端先進封裝有三種形式。大多數人都熟悉的一種方法是中介層方法fabric是什么意思，即將一大塊硅片連同所有互連一起放置在芯片下方。這是一種比單純通過 PCB 封裝更好的布線方法。

另一種方法是，類似地，將中介層嵌入 PCB 中，僅用于將一個特定的芯片連接到另一個特定的芯片（英特爾將這種方法稱為嵌入式多芯片互連橋，或 EMIB）。

第三種是直接垂直堆疊，但這與上面提到的 SoIC 實現不同，因為兩片硅片之間使用了微凸塊，而 SoIC 沒有。事實上，臺積電一半產品中的所有實現都是基于微凸塊——更好地混合和匹配不同芯片之間的場景，但它沒有獲得 SoIC 提供的密度或功率優勢。這就是為什么它被稱為“后端”先進封裝——例如，支持 HBM 的 GPU。

許多支持 HBM 的 GPU 都有一個 GPU 芯片和多個 HBM 芯片，全部放置在一個適配器板上。GPU 和 HBM 由不同的公司制造（甚至可以使用不同的 HBM），適配器板可以在其他地方制造。這個適配器板可以是無源的（不包含邏輯，只包含芯片到芯片的布線）或有源的，允許在必要時為許多芯片建立連接，盡管這意味著消耗電力。臺積電將這種封裝形式稱為 CoWoS，CoWoS 有三種選擇，具體取決于技術類型。

大家對 CoWoS 很熟悉，其中的 S 代表 CoWoS。它通常采用 65 納米工藝制造。由于是一整塊單晶圓，因此必須以相同的方式制造。隨著我們進入小芯片時代，需要集成更多的芯片，因此適配器的尺寸越來越大，但受到光罩尺寸的限制。因此臺積電開發了大于光罩尺寸的技術。根據其路線圖，到 2023 年，這些適配器的尺寸將是光罩的四倍。

臺積電還在實施一項名為 CoWoS（標準架構的 S STAR）的技術解決方案。這將允許客戶使用針對 2/4/6 HBM 堆棧的特定設計協議，從而最大限度地縮小中介層的尺寸，同時加快上市時間并提高產量。

CoWoS-L 是另一種使用原生硅互連和重分布線層的方法。這里的關鍵詞是“原生”，意思是將兩個硅片連接在一起。這將是臺積電對英特爾 EMIB 的回應。雖然英特爾的 EMIB 已用于多種產品（Kaby-G、10、FPGA），但臺積電目前僅處于驗證階段。

InFO（集成扇出式）封裝允許芯片在 SoC 標準平面之外“扇出”額外的連接，以增加 I/O 接口。臺積電多年來一直提供 InFO，但在新版本下，它現在將提供與封裝內連接相關的不同類型的 InFO。InFO-R（也稱為）允許在芯片和微凸塊之間添加重新分布層，以便將多個芯片封裝在一起。該技術的限制因素也是掩模的尺寸。

InFO-1 與 CoWoS-1 類似，都使用局部硅互連將多個 InFO 芯片連接在一起。該技術仍在開發中。

TMSC 的封裝技術也可以組合在同一產品中。通過實施前端（SoIC）和后端（InFO）封裝，可以制作出新的產品類別。該公司制作了一個這樣的模型：

臺積電，光說“3D”就能有很多含義，但CoWoS-S和CoWoS-L的區別卻很難用幾句話解釋清楚。