（原标题：先进封装，重塑芯片产业）
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时通常地，批驳芯片行业的分析师会声称摩尔定律仍是过期。关联词，尽管跨越速率正在放缓，但芯片制造商仍然每 2.5 年傍边将集成电路 (IC) 上的晶体管数目翻一番。夙昔，全新的芯片假想方法似乎从未流行起来。现在情况已不再如斯，因为关于运转咫尺一些最要紧的应用至关要紧的新办法正在飞快受到爱重。
这些新成见中最要紧的一个是先进封装，它通过减小电触点的尺寸来容纳越来越多的晶体管。传统上，半导体芯片专注于实行一种特定的操作或过程。比较之下，先进的多芯片封装将多个芯片和工艺集成到一个组件中。这种变革性方法将多数半导体元件集成到一个封装中，径直治理了最枢纽的半导体本事和贸易适度。（见图 1。）
先进的多芯片封装可提高性能并镌汰上市时期，同期训斥芯片制变成本和功耗。此外，由于先进芯片封装是芯片集成度的一次透澈变革，概况开释更多功能并减轻尺寸，因此特殊合适转移开导等枢纽应用，以及将来几年的汽车规划和生成式东谈主工智能(GenAI)。
关于芯片制造商、投资者以及规划开导和开导制造商而言，先进封装的出当代表着半导体行业口头的根人道鼎新。下一代行业启航点组织将是那些剖释到价值创造正在转向概况使用先进封装等成见假想和集成复杂系统级芯片治理有缱绻的公司。只是制造单个组件将很快失去光彩，拔旗易帜的是相助奋发，将最好的假想、封装和系统集成集中在沿路以温存商场需求。
封装或沦陷
咱们现在正处于“More than Moore”的期间。正如戈登·摩尔本东谈主所预测的那样，他的定律最终不行幸免地会达到经济收益递减的阈值。跟着行业达到晶体管密度和芯片尺寸的物理极限，在小空间内塞入更多晶体管的成本正在激增。然而，先进的多芯片封装不是试图将更多晶体管挤进单个芯片，而是概况组合更小、成本和性能优化的裸片（由功能集成电路构成的未封装半导体芯片）。它通过使用高带宽互连和最新的前端或晶圆制造本事来开释封装组件的详尽才调。也许最要紧的是，这些组件中的每一个王人不错有不同的用途，与仍是达到其扩展极限的组件（举例输入/输出块）比较，规划和内存不错在更小的本事节点上运转。
这些组件不错更紧密地甩掉在先进的基板上，使数据传输率比最新的主板快 35 倍。这也允许在多个系统中近似使用芯片假想，因为模块化组件不错以多种样子组合以驱动多样不同的应用。比较之下，更时常使用的片上系统 (SoC) 仅针对单一应用而假想。
四个例子阐发了先进封装的上风。（见图 2。）
第一个例子是NVIDIA Hopper H200，这是咫尺最具翻新性的 AI 中枢图形处理单位 (GPU) 之一。六个高带宽内存 (HBM) 堆栈与中央 IC 芯片封装在沿路，可终了高达 4.8 TB/s 的互连速率。传统系统通过印刷电路板衔接芯片，时常适度在 200 GB/s 以下。近距离互连也大大训斥了这些芯片的功耗，使复古大型话语模子 (LLM) 的数据中心在经济上可行。
第二个例子是 AMD Ryzen 系列。通过选拔多个较小的芯片而不是单个大型 SoC，假想东谈主员概况从每个异构集成芯片的一系列节点大小中进行选拔，并选拔针对每个封装功能进行优化的芯片。这种方法将制变成本训斥了 50%。较小的芯片尺寸通过提高制造良率有助于训斥成本，因为晶圆上疏导数目的劣势散播在更多芯片上。
第三个例子波及芯单方面积大小。通过将 Optireg 线性电压适度器中使用的单个芯片集成到先进的封装中，英飞凌概况将部件的占用空间减少 60%。压缩复杂系统所需的空间不错终了新一代紧凑型开导，而不会影响规划才调或功能。这种袖珍化关于空间特殊郑重的行业至关要紧，举例转移和物联网 (IoT) 开导、助听器和腹黑起搏器等袖珍医疗开导以及汽车规划系统。
终末，英特尔和其他集成假想制造商 (IDM) 一样，大幅扩大了其业务制造方面的投资，以开发先进的多芯片封装才调。英特尔仍是阐扬，在其数据中心 GPU Max 系列中从单个大型 SoC 切换到多个芯片不错最大限制地训斥芯片复杂性，并允许现存芯片假想在多个封装中近似使用。在此过程中，英特尔发现这不错将上市时期镌汰高达 75%。
先进封装撼动价值链
咫尺，先进封装约占所有这个词半导体商场的 8%，展望到 2030 年将翻一番，达到 960 亿好意思元以上，杰出芯片行业的其他部分。咫尺，智妙手机等耗尽电子居品主导着先进封装应用，但东谈主工智能限制的昌盛发展将鼓动将来的增长。东谈主工智能需要规划和内存元件之间快速的数据交换，这不错通过 2.5D 和 3D 封装终了。这些方法将两个以上的芯片相互相邻甩掉，以相对较低的成本产生较高的互连速率。东谈主工智能应用仍是占到所有这个词先进封装商场的 25%，况且在将来十年内，这一数字有望以每年约 20% 的速率增长。
跟着这一增长趋势的加速，先进封装将显耀窜改半导体生态系统。（见图 3。）传统上，芯片制造的价值链相当浅近：一个芯片假想师、一个前端制造商和一个后端封装和测试公司。巧合所有这些脚色王人由并吞家集成开导制造商处理。在这种情况下，价值拿获的最大份额蚁集在芯片假想和前端——大多数翻新王人在这里——而封装则被降为利润率较低的脚色。
但先进的多芯片封装需要对封装假想进行深切的反想，以及怎样有用和捏续地改进它。它要求提高芯片价值链每个方法的才调。跟着封装成为系统性能的中枢决定要素，多个半导体芯片（时常由不同的公司假想和制造）将必须集成在并吞个封装中，而封装自己可能由另一家公司坐蓐。因此，系统假想师需要融合这个新的、更复杂的供应链，并鼓动所有参与者之间的密切合作和融合。
传统芯片制造周期行将发生根人道变化，这已促使各家公司再行分拨成本支拨，并再行蚁集研发力量，以启航点于新兴趋势。咱们合计，芯片行业结构的主要变化将体现在三个方面：
1.提高系统假想的作用。
先进封装假想所占的价值份额将大幅高涨，突显其政策要紧性。（见图 4。）动作复兴，芯片假想公司正在通过将假想从单个芯片扩展到所有这个词系统（包括将多个芯片集成到先进封装中）来安靖对这一枢纽限制的适度。
2.从前端转向后端。
封装将成为翻新的要点，成为系统性能的枢纽各别化驱动要素。固然前端制造将不绝占据价值创造的很大份额，但后端假想和封装的要紧性和利润价值将不休提高。
3.安妥复杂性。
制造先进的半导体封装是一个复杂的过程。为了管制它，必须对电子假想自动化 (EDA) 软件进行编程，以假想和模拟封装中的多个芯片，以及它们的互相作用怎样影响操作条目，外汇资讯举例散热和翘曲。雷同，材料供应商必须开发新的翻新材料，以治理先进封装中繁多界面处的热彭胀和热传递等问题。况且必须对封装开导进行校正，以温存先进封装不休减小的特征尺寸和不休提高的精度要求。
芯片行业样子的窜改
跟着这些本事变革的深入，半导体行业的样子将发生环节变化。启航点，芯片假想、封装工程和系统架构之间的相助进程将大大提高，因为每个方法王人会径直影响其他方法。一个芯片的功率散播将影响下一个芯片的热负荷，况且可能需要定制材料来优化系统性能。
就像咫尺芯片假想和制造共同发展的前端口头一样，政策合作伙伴关系将越来越多地从多个前端参与者扩展到后端封装制造。一个很好的例子是 NVIDIA 的 Hopper H100，它使用 TSMC CoWoS-S 封装，该封装集中了 NVIDIA 假想、TSMC 制造的芯片和 SK Hynix 假想和制造的 HBM。另一个例子是：咫尺的芯片公司在构建芯良晌，会在其电子假想自动化软件中使用特定代工场的制造工艺开发套件。来日，该套件可能会以类似的样子包含特定的封装治理有缱绻。
另一个潜在的更大合作限制将波及 GenAI 和机器智能。集成在 EDA 软件中的东谈主工智能功能不错自动化 IC 布局和平面权术；优化功率、性能、面积 (PPA)，这是半导体假想的基本构成部分；并以前所未有的进程简化和加速芯片坐蓐。但由于 AI 平台的到手在很猛进程上取决于其学习数据集的大小和准确性，EDA 软件供应商和芯片假想师必须在齐集里面蓝图和框架以增强 AI 学问库的同期，不向竞争敌手线路他们的假想奥秘。
即便各家公司王人在争夺地位，地缘政事和监管适度与机遇也会出现，影响供应链和商场准入。跟着列国政府试图眩惑、留下和复古芯片制造限制的本事翻新，对先进多芯片封装的补贴越来越流行。与此同期，由于半导体被视为对国度和经济安全至关要紧，各个地区王人在设立贸易壁垒来保护国内制造业。关联词，这些措施可能会影响半导体公司的供应、合作伙伴和客户的可用性。
面向半导体企业的政策治理有缱绻
由于先进封装本事行将带来如斯多的变化，半导体行业的不同参与者将需要采用不同的政策要务，以保捏捏续的各别化和价值获取。以下是该行业各个细分限制怎样才调赢得最好定位的细分。（见图 5。）
一、无晶圆厂芯片制造商
无晶圆厂芯片制造商专注于假想芯片并与代工场合作制造，他们将不得不大幅扩展其业务模式以叮属先进封装的挑战。跟着单芯片成为先进多芯片封装的一部分，到手整合所有这个词系统开发和坐蓐的无晶圆厂芯片假想者将赢得最高的价值份额。关联词，这带来了浩瀚的挑战，即协统一管制跨其他芯片假想者、多家代工场以至材料供应商的复杂供应链。除了施行实行除外，系统假想者还要对复混居品的性能向客户负责，而与该搭伙企业中的合作伙伴设立信任关系的封装制造商可能酣畅承担所有这个词系统的包袱。或者，供应链中的所有参与方可能愉快在居品发布后的一段时期内摊派包袱，届时他们有鼓胀的样品来笃定最常见的故障点。
二、晶圆厂
先进封装将挟制启航点节点代工场的收入，因为它减少了对大型单片 SoC 的需求，拔旗易帜的是更小、更措施化的芯片。为了保捏利润水平，启航点节点代工场应将其居品扩展到先进封装限制，将我方定位为系统代工场。
关联词，专注于训练节点的代工场将很难开发出概况与启航点节点同业径直竞争的先进封装治理有缱绻，因为启航点节点同业更乐于翻新，也更酣畅参加新商场。这些代工场仍不错通过在其居品组合中增多用于硅中介层的硅通孔 (TSV) 来参加先进封装限制——这是促进好多先进封装中衔接和通讯的枢纽要素。这将使他们概况在训练芯片的前端需求较低时提高晶圆厂行使率。
三、集成开导制造商
传统上，IDM 假想、制造和封装我方的芯片，即使价值链的某些部分可能外包。关联词，这种贸易模式的经济性在先进封装环境中可能靠近挑战，因为系统假想东谈主员越来越需要未封装的芯片来集成到其他供应商的封装中，从而适度了对 IDM 封装结尾居品的需求。启航点的 IDM 可能概况我方赢得系统假想东谈主员的脚色，特殊是关于利润丰厚的专科应用。
另一种选拔是，IDM 向无晶圆厂客户提供前端和后端设施，从而提供系统代工就业。固然这战胜会提高钞票行使率，但它需要在 IDM 我方的居品和为成为客户的无晶圆厂竞争敌手制造的居品之间设立刚劲的防火墙。这些防火墙应确保坐蓐线或团队严格区别。这大大增多了复杂性，但要是 IDM 但愿在先进封装占据主导地位时幸免失去其在芯片生态系统中的地位，那么制定一项克服这一挑战的政策可能大势所趋。
四、外包半导体拼装和测试 (OSAT) 供应商
由于 IDM 和代工场仍是坐蓐了约 30% 的先进封装晶圆，传统的 OSAT 必须仔细评估我方在商场中的最好定位，尽管商场正在发展，但在一定进程上正在向价值链的其他部分振荡。在新的封装寰球中，OSAT 需要在浅近的引线键合和首先进的 2.5D/3D 封装之间笃定我方最故意的位置。
OSAT 应行使其传统的高产量、高成本效益制造上风，专注于一段时期内仍将需要的基本封装行动，举例凸块化，即在将晶圆切割成单个芯片之前，将凸块或焊球散布在所有这个词晶圆上。此外，OSAT 还不错禁受更具翻新性的方法，开发面板级封装才调。处理大尺寸面板不错增多同期处理的芯片数目，而且比代工场时常使用的晶圆级封装更低廉。
在先进封装期间的早晨，远景一派光明，但也有好多值得警惕的地点。那些剖释到先进封装政策价值并进行投资的公司正在为到手作念好准备。他们不仅在扩大我方的竞争上风，而且还在塑造半导体行业的将来标的。到手者将是那些到手翻新、独霸人人政府政策、与客户尽头应用生态系统设立深厚干系并行使最新东谈主工智能和假想历程的公司。
这些行业领跑者已准备好行使价值创造从前端向更精湛、更复杂、价值更丰富的后端历程的鼎新。当 GenAI 应用（果然所有这些应用王人依赖于先进的封装组件）从咫尺一个道理的新奇办法鼎新为将来几年占据主导地位的平台时，他们处于最好位置。
关于投资者、政策合作伙伴和半导体公司来说，信息很明确：现在是投资和优先辩论先进封装的时候了。那些这么作念的公司将昌盛发展，引颈半导体行业走向下一个性能前沿，走向一个以草创性、速率和捏续增长为记号的将来。
https://www.bcg.com/publications/2024/advanced-packaging-is-reshaping-the-chip-industry
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