非常在线9月14日消息,据韩媒THE ELEC报道,三星电机正与高通合作开发面向AI半导体芯片的2.1D先进封装技术,双方在该异构集成平台上已进行了超过一年的研发与认证。这一合作关注的焦点并非传统制程微缩,而是先进封装领域的创新 —— 基于有机桥片的2.1D封装方案。

长期以来,先进封装技术被视为延续摩尔定律、提升芯片综合性能的关键路径之一。在AI算力需求爆发的当下,高带宽内存与逻辑芯片的集成显得尤为重要。三星电机与高通的合作,瞄准的正是这一充满想象空间的赛道。
报道指出,双方合作的2.1D封装方案采用了嵌入式有机桥片。该设计思路在结构上类似英特尔推出的EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)技术,但关键区别在于,三星电机方案以有机材料取代了EMIB中使用的硅桥片。从技术经济学的角度看,有机材料的引入不仅可以降低制造成本,还能有效规避英特尔在硅桥片领域持有的多项专利。
对于中国读者而言,理解这一技术竞争的背景至关重要。先进封装正在成为半导体产业链上的又一个战略制高点,各大厂商均在探索差异化路径,力图在成本、性能与专利壁垒之间找到平衡点。英特尔凭借EMIB和Foveros等技术积累了大量专利,而台积电则在CoWoS等方案上占据领先地位。如今,三星借着与高通的合作,试图以“有机桥片”这一路线切入市场,颇有绕道超车的意味。
具体来看,三星电机尝试的有机桥片可视为采用RDL(重布线层)工艺形成的微型衬底,内部构建了5~7层微电路。其技术目标颇为明确:实现1.5~2微米的线宽/间距、4~5微米的通孔尺寸以及500~1000/mm的图案密度。相比传统FC-BGA基板采用的堆叠式电路,有机桥片得以实现更精细的布线,从而直接提升芯片之间互连的I/O带宽。
这一技术指标的提升意味着什么?在AI加速卡或高算力SoC中,处理器与高带宽内存(HBM)之间的数据传输效率往往是性能瓶颈所在。更大的I/O密度、更短互连距离意味着更低的延迟和更高的能效比,这对于动辄功耗数百瓦的AI芯片而言尤为重要。
从商业视角观察,三星电机兼具基板制造与封装工艺的产业经验,高通则是AI芯片领域的重要玩家。两者联手针对的不止是技术可行性,更是对未来先进封装市场格局的争夺。US FTC对英特尔的专利审查以及中美科技博弈的大背景,也使得以非硅材料实现同类功能成为颇具吸引力的替代思路。
值得一提的是,这一技术路径的推进并非全然坦途。有机材料的尺寸稳定性、导热性能以及与不同芯片Die结合的可靠性,均是工程上需要持续优化的环节。另外,先进封装的良率控制向来是行业痛点,能否将技术从实验室可靠地推进到大规模量产,仍是一个不确定性因素。
从行业趋势看,2.5D/3D封装正逐步走向主流,而“2.1D”作为一个介于传统2D与2.5D之间的模糊概念,试图在提升互连密度的同时,避免过于夸张的成本上升。业界普遍预计,未来三到五年,先进封装市场将维持双位数增长,而不同技术路线之争也将愈演愈烈。
对于中国企业而言,这一动态同样值得关注。目前国内封测企业在先进封装领域已有布局,但距离技术顶端尚有差距。有机桥片等方案的商业化进展,可能会为国内半导体产业链提供一条相对低门槛的追赶路径。此外,在中国大力推进半导体自主可控的形势下,多元化封装技术选型也将给国产设备、材料供应商带来新的机遇。
值得强调的是,目前三星电机与高通的合作仍处于研发/认证阶段,最终量产的时点与性能参数尚未公开。但双方投入超过一年的开发周期,说明了这一技术路线的严肃性。如果有机桥片封装最终能够实现成本与性能的良好平衡,三星很可能借此在先进封装代工市场中稳占一席之地。
与此同时,全球先进封装市场也并非只有三星和英特尔两个玩家。台积电的CoWoS技术目前是最为成熟的AI芯片封装方案,产能几近满载。三星电子自家的3D封装方案以及AMAT、Lam Research等设备厂商的配套工具,均在不同层面推动技术演进。在这种百花齐放的局势下,谁能率先解决良率与成本难题,谁就能夺得后续客户的订单。
站在更宏观的视角看,三星电机与高通的这一合作,代表着半导体产业从“制程竞赛”向“封装竞赛”的倾向转移。芯片性能的提升不再仅依赖极紫外光刻等刻蚀精度更高的设备,还依赖于如何把不同功能的Chiplet高效地连接起来。2.1D封装作为一种折中的选择,有望让那些在硅桥片专利上受制于人的企业,找到新的技术转型路径。
综合来看,有机桥片技术前景值得期待,但距离全面普及尚有距离。对于行业观察者而言,技术基础原理、产业竞争态势及商业可行性推演,为理解下一代封装技术走向提供了一个独特棱镜,同时也让人们对中国在这一领域的行动路径有了更深的思考。