在半导体封装领域,随着单芯片制造逼近物理极限,通过先进封装技术整合多颗芯片成为提升性能的新方向。CoWoS 和 CoWoP 就是两类高性能互连解决方案,具备提升带宽、降低延迟与增强设计灵活性的能力,广泛应用于 AI、HPC 和服务器领域。
CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate)是由台积电(TSMC)主导开发的一项传统封装技术,其核心思想是将多个裸芯片(例如 SoC 与 HBM)通过微凸点固定在硅中介层(Interposer)上,再整体贴装到有机封装基板(Substrate)上,从而实现高带宽、低延迟的多芯片集成。这一方案广泛应用于高性能计算、人工智能加速器和网络处理器中。
CoWoP (Chip-on-Wafer-on-PCB)作为一种新一代先进封装技术,可视为 CoWoS 的进一步演进,该封装方式最显著的变化就是取消载板(Substrate),interposer 直接搭载至 PCB 上。凭借更大的封装尺寸与更高的互连密度,CoWoP能够满足高性能计算、人工智能加速器、数据中心等领域对于大带宽、低延迟的多芯片集成需求。
相比当前封装技术,CoWoP 具备众多优势。首先,它消除了传统封装中成本高昂的封装基板(如 ABF substrate),可直接利用大尺寸 PCB 作为载体,从而显著降低材料与制造复杂度,同时简化封装流程并加快产品交付速度。其次,CoWoP 通过减少封装层级并采用多层 HDI 或 MSAP PCB,将再布线(RDL)直接集成于 PCB 中,带来更短的互连路径、更优越的信号完整性与更有效的功耗控制,适应未来 Chiplet 异构集成与高密带宽需求。
此外,该技术在消费电子、边缘 AI 加速器等中端应用场景中,也表现出明显优势,因其性能与成本比例优异,有望在未来商业化落地。目前这一方向尚处早期阶段,面临门槛较高的技术挑战,如该方案要求 PCB 实现 10 µm 的线宽/线距能力,这远高于当前 SLP 主板比较普遍的 20–35 µm 水平 。
实现 CoWoP 的大规模量产,关键在于能够突破传统线路精度限制的工艺——MSAP。MSAP 全称为 Modified Semi‑Additive Process(改良型半加成工艺),是普遍应用于类载板 SLP 及 BT 载板的先进制程技术。与传统依赖减法蚀刻的工艺不同,MSAP 采用“先加后减”的方式:先在基材上覆一层超薄铜,再通过光刻定义线路区域,选择性电镀加厚,最后去除不需要的薄铜层,以此形成精细的线路结构。相比传统 PCB 工艺,该工艺可实现更小的线路宽/距(L/S),并在大面积基板上保持高良率和优良的阻抗一致性,从而满足 AI/HPC 应用对高速信号传输的严苛要求。
MSAP 技术的关键难点在于:
一是面板材料极易变形,薄铜层与细微线路制作过程中对翘曲、应力控制提出极高要求;
二是在亚 10 μm 级别进行光刻对位和选择性电镀,要求极高精度的制程控制与设备能力;
三是在去除多余铜种子层时,还必须确保侧壁不被蚀刻,对工艺稳定性提出较大挑战。
目前 MSAP 工艺主要应用在苹果手机主板(SLP)、BT 载板及 1.6T 光模块等领域,相对传统 PCB 工艺价值量更高,但 mSAP 工艺的加工精度尚未达到 CoWoP 的标准,仍需技术迭代以满足要求。鹏鼎控股、深南电路等国内头部 PCB 企业具备 MSAP 相关工艺,有望在 CoWoP 路线中取得先发优势。
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