1. 總結(jié)2024全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈
全球規(guī)模:2024年6559億美元,較2023年增長(zhǎng)21%,預(yù)計(jì)2030年將超過(guò)1萬(wàn)億美元。
增長(zhǎng)動(dòng)力:AI基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求(尤其是GPU和AI處理器)及存儲(chǔ)芯片產(chǎn)值增長(zhǎng)超70%。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈猶如精密運(yùn)轉(zhuǎn)的龐大生態(tài)系統(tǒng),涵蓋EDA & IP、設(shè)計(jì)公司、晶圓代工、封裝測(cè)試、設(shè)備材料等核心環(huán)節(jié),緊密協(xié)作,共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展:
EDA & IP
IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán)核) 是預(yù)先設(shè)計(jì)、驗(yàn)證的電路功能模塊(如處理器、存儲(chǔ)器接口),通過(guò)復(fù)用縮短芯片開(kāi)發(fā)周期。2024年全球IP市場(chǎng)規(guī)模 78億美元,其中處理器IP占47%(Arm主導(dǎo))。IP分為軟核(HDL代碼)、硬核(物理布局)和固核,是構(gòu)建復(fù)雜芯片的“積木”。
全球Top5
中國(guó)大陸Top5
Fabless(無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司)
2024年全球Fabless市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2,150億美元(占比IC行業(yè)總營(yíng)收32.9%)。
全球Top 5無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司
中國(guó)大陸Top 5無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司
Foundry (晶圓代工)
制造主導(dǎo):代工廠依據(jù)Fabless的設(shè)計(jì)圖紙,完成硅片加工、光刻、蝕刻等超千道工序,掌握7nm以下先進(jìn)工藝(如臺(tái)積電3nm制程良率超80%),2025年全球12英寸晶圓月產(chǎn)能突破3000萬(wàn)片。
資本與技術(shù)雙密集:一座先進(jìn)晶圓廠投資超200億美元,且需持續(xù)迭代設(shè)備(如EUV光刻機(jī)單價(jià)1.8億美元),臺(tái)積電研發(fā)投入占營(yíng)收20%(2024年達(dá)172億美元)。
全球Top 5晶圓代工廠
中國(guó)大陸Top 5晶圓代工廠
Assembling & Testing(封裝測(cè)試)
封裝環(huán)節(jié)包含切割、焊線/倒裝焊接、塑封成型等步驟,將裸片裝配至基板(如引線框架或有機(jī)基板)并添加外殼,形成可直接焊接至電路板的獨(dú)立芯片(如QFN、BGA等形態(tài))。
測(cè)試環(huán)節(jié)則通過(guò)探針臺(tái)、測(cè)試機(jī)等設(shè)備,對(duì)封裝后的芯片進(jìn)行功能驗(yàn)證(如邏輯運(yùn)算)、性能測(cè)試(如速度、功耗)及可靠性考核(如高溫高濕、溫度循環(huán)等環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)),篩除缺陷品并分級(jí)標(biāo)注性能參數(shù)。
全球Top 5封裝測(cè)試企業(yè)
Equipment & Materials(設(shè)備材料)
全球Top 5半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)
中國(guó)大陸Top 5半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)
2. 中國(guó)制造下一戰(zhàn)場(chǎng):通用機(jī)器人全面開(kāi)花
中國(guó)在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)展,其影響力將比在過(guò)去那些戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)(如電池、太陽(yáng)能和電動(dòng)汽車)中取得的成就更具指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這些機(jī)器人系統(tǒng)將制造更多的機(jī)器人系統(tǒng),隨著每個(gè)部件的生產(chǎn),成本將不斷下降,質(zhì)量會(huì)提高,這會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)它們的“生產(chǎn)飛輪”。
如今,在美國(guó)制造一只相同的機(jī)械臂(仿照Universal Robots UR5e制造)的成本比在中國(guó)高出約2.2倍。
本土領(lǐng)導(dǎo)者大疆,如今占據(jù)了全球商用無(wú)人機(jī)80%以上以及美國(guó)消費(fèi)領(lǐng)域90%的市場(chǎng)份額!盡管該公司是行業(yè)的先行者,但它能夠在超過(guò)十年的時(shí)間里保持并鞏固其市場(chǎng)地位,這得益于中國(guó)的制造優(yōu)勢(shì)以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)策略。
目前,全球已安裝并運(yùn)行超過(guò)400萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人,其中90%的年出貨量為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人,10%為協(xié)作機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人通常應(yīng)用于汽車行業(yè)、食品和消費(fèi)品包裝以及電子產(chǎn)品制造。在同樣的行業(yè)中,協(xié)作機(jī)器人可以執(zhí)行更復(fù)雜、需要高精度的任務(wù),但需要在人類的指令下進(jìn)行。
機(jī)器人領(lǐng)域歷來(lái)由四個(gè)國(guó)家主導(dǎo):韓國(guó)、日本、德國(guó)和美國(guó)。如今,中國(guó)是機(jī)器人領(lǐng)域的一支主要力量,我們隨后將深入探討這個(gè)國(guó)家。仔細(xì)研究一下前面四個(gè)國(guó)家,就會(huì)發(fā)現(xiàn)在不同程度上推動(dòng)它們成功的共同因素:
庫(kù)卡(KUKA)是機(jī)器人領(lǐng)域被稱為“四大”的少數(shù)幾家公司之一,發(fā)那科(FANUC,日本)、ABB(瑞士/瑞典)、安川(Yaskawa,日本)和庫(kù)卡(KUKA,原德國(guó),現(xiàn)中國(guó))這些公司幾十年來(lái)一直主宰著該行業(yè)。
中國(guó)決意稱霸機(jī)器人領(lǐng)域
中國(guó)正在發(fā)生最令人印象深刻的變化,2018年中國(guó)每萬(wàn)名員工擁有的機(jī)器人數(shù)量排名前十,到2024年將以每萬(wàn)名員工擁有470臺(tái)機(jī)器人的水平超越德國(guó),成為世界第三。中國(guó)每年的機(jī)器人安裝量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)四大西方國(guó)家的總和。
如此規(guī)模的變革,堪稱一場(chǎng)機(jī)器人革命。目前,中國(guó)制造業(yè)以汽車和電子產(chǎn)品生產(chǎn)為主,因?yàn)樽?009年以來(lái),中國(guó)生產(chǎn)的汽車數(shù)量超過(guò)美國(guó)和日本的總和,并組裝了全球約70%的電子產(chǎn)品。盡管自動(dòng)化行業(yè)規(guī)模龐大,但2023年全球51%的機(jī)器人安裝量來(lái)自中國(guó),僅當(dāng)年就增加了27.6萬(wàn)臺(tái)!
2023年,中國(guó)加倍投入機(jī)器人技術(shù),中國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布了四年計(jì)劃,將人形機(jī)器人定位為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的戰(zhàn)略引擎。在這一綱要中,他們強(qiáng)調(diào)要建立強(qiáng)大的人形機(jī)器人創(chuàng)新體系,到2025年實(shí)現(xiàn)“規(guī)模化生產(chǎn)”,到2027年實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)引擎。這種國(guó)家支持對(duì)該行業(yè)意義重大,因?yàn)橹忻澜?jīng)濟(jì)與安全審查委員會(huì)于2024年10月發(fā)布了一份問(wèn)題警報(bào),指出中國(guó)的人形機(jī)器人公司僅在2023年就籌集7.69億美元,2024年上半年籌集超過(guò)9.9億美元。中國(guó)相信機(jī)器人技術(shù)及其相關(guān)的形態(tài)是國(guó)家的未來(lái),不久前,宇樹(shù)科技CEO王興興甚至出現(xiàn)在民營(yíng)企業(yè)座談會(huì)上。
如今,人形機(jī)器人現(xiàn)在在中國(guó)也蓬勃發(fā)展,但仍然被認(rèn)為是最難解鎖的,許多較早的預(yù)測(cè)都誤解了即將到來(lái)的革命,例如高盛不得不將其2035年的TAM(潛在市場(chǎng)規(guī)模)修改了6倍!在北京舉行的2024年世界機(jī)器人大會(huì)上,超過(guò)27種不同的人形機(jī)器人首次亮相并活躍起來(lái),而特斯拉擎天柱(Optimus)則一動(dòng)不動(dòng)地待在一個(gè)透明的盒子里。這與2025年2月和旁邊的人類進(jìn)行同步舞蹈的宇樹(shù)Unitree H1形成了鮮明的對(duì)比。雖然看到中國(guó)人形機(jī)器人的表現(xiàn)令人印象深刻,但更令人震驚的是他們能夠以比其他任何國(guó)家更快、更大的規(guī)模生產(chǎn)這些機(jī)器人。優(yōu)必選科技(UBTech)已計(jì)劃在2025年底前量產(chǎn)近1000臺(tái)人形機(jī)器人;智元機(jī)器人(Agibot)于2023年創(chuàng)建,并已開(kāi)始量產(chǎn),截至2024年12月15日已完全生產(chǎn)962臺(tái)人形機(jī)器人。最重要的是,宇樹(shù)科技已經(jīng)在美國(guó)上市,而這款人形機(jī)器人的標(biāo)價(jià)令人震驚,僅為1.6萬(wàn)美元。世界上沒(méi)有其他人形機(jī)器人可供消費(fèi)者購(gòu)買,大多數(shù)人形機(jī)器人的標(biāo)價(jià)都在10萬(wàn)美元左右,而相當(dāng)一部分人形機(jī)器人的標(biāo)價(jià)高達(dá)20萬(wàn)美元左右。
3. 高速光互連CPO、NPO、LPO以及OIO概念
在高速光互聯(lián)領(lǐng)域,CPO、NPO、LPO、OIO 均代表不同的技術(shù)或封裝形式,以下是前幾種的具體介紹:
CPO(Co - Packaged Optics,光電共封裝模塊):
是一種新光電互聯(lián)集成技術(shù),通過(guò)將光模塊和交換芯片緊鄰封裝在一起,可極大地減少信號(hào)在電光轉(zhuǎn)換和傳輸過(guò)程中的距離,從而顯著降低功耗、提高信號(hào)完整性、減少延遲,并且縮小體積。主要應(yīng)用于連接數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的前端網(wǎng)絡(luò)。
NPO(Near - Packaged Optics,近封裝光學(xué)):
將光學(xué)引擎和開(kāi)關(guān)芯片解耦,再將它們組裝在同一塊系統(tǒng)板上。與CPO 相比,NPO 的模塊與主機(jī) ASIC 的距離更遠(yuǎn),CPO 可實(shí)現(xiàn)更低的信道損耗和功耗。
LPO(Linear Photonic Optical,線性驅(qū)動(dòng)可插拔模塊):
是一種光模塊封裝技術(shù),通過(guò)線性直驅(qū)技術(shù)替換傳統(tǒng)的DSP,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)降功耗、降延遲的優(yōu)勢(shì),但系統(tǒng)誤碼率和傳輸距離有所犧牲。它摒棄數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),通過(guò)使用具有優(yōu)異線性度和均衡能力的轉(zhuǎn)阻放大器(TIA)和驅(qū)動(dòng)芯片(DRIVER)來(lái)替代 DSP,消除信號(hào)恢復(fù)需求,降低處理開(kāi)銷和系統(tǒng)延遲,特別適用于對(duì)時(shí)序要求極高的高性能計(jì)算中心(HPC)中 GPU 間通信場(chǎng)景。
OIO(Optical I/O,光互連輸入輸出):
是為了解決計(jì)算芯片CPU,GPU,XPU 等之間的互聯(lián)問(wèn)題,利用光互連低功耗、高帶寬、低延遲的優(yōu)勢(shì),取代傳統(tǒng)的 electrical IO 方案。
OIO可以達(dá)到最優(yōu)化的功耗、成本和時(shí)延,是光電集成互聯(lián)的最終形態(tài),更多用于計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)部。
4. 華為昇騰芯片強(qiáng)在哪里?
昇騰(Ascend)芯片是華為(海思)自研的、專門面向高性能AI計(jì)算的NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器)芯片。
昇騰芯片是一個(gè)大系列,主要包括昇騰310和昇騰910兩個(gè)子系列。
在2018年的華為全聯(lián)接大會(huì)上,華為輪值CEO徐直軍首次闡述了他們的AI戰(zhàn)略,并正式公布了昇騰910和昇騰310兩款A(yù)I芯片。當(dāng)時(shí),實(shí)體展示的,是昇騰310。
一年后,2019年8月,華為又正式推出了昇騰910。
昇騰310是SoC小芯片,和我們手機(jī)芯片差不多,只有指甲蓋那么大,功耗僅有8W。
根據(jù)海思官網(wǎng)的披露,昇騰310的FP16算力為8TOPS,INT8算力為16TOPS,采用12nm工藝制造。
昇騰910是大芯片,和我們的掌心差不多大,功耗在300W以上,主要面向云端高性能計(jì)算。它的算力更強(qiáng),既能用于AI推理任務(wù),也能用于AI訓(xùn)練任務(wù)。
華為早期發(fā)布的昇騰910,其實(shí)應(yīng)該算是910A。
當(dāng)時(shí),因?yàn)槿A為還沒(méi)有被完全禁售,所以910A仍然采用了臺(tái)積電的7nm增強(qiáng)版EUV工藝。
芯片內(nèi)建了32顆達(dá)芬奇Max核心(達(dá)芬奇核心分為Max/Lite/Tiny三種,Max最完整),支持混合精度計(jì)算(FP16/FP32/INT8),F(xiàn)P16算力為256TFOPs,最大功耗350W(一開(kāi)始說(shuō)是350W,后來(lái)變成了310W)
2020年華為被列入實(shí)體清單后,臺(tái)積電那邊的先進(jìn)工藝就用不了。于是,華為與中芯國(guó)際(SMIC)合作,采用他們的N+1工藝(等效7nm),推出了910B。
910B優(yōu)化了架構(gòu)設(shè)計(jì),提升了能效比,芯片尺寸為21.32mm×31.22mm,F(xiàn)P16算力約320TFLOPS,INT8算力約640TOPS。顯存為64GB HBM2e,顯存帶寬400GB/s。
910B也分為B1/B2/B3。910B3引入了HBM3e內(nèi)存,帶寬提升至1.2TB/s,支持萬(wàn)億參數(shù)模型訓(xùn)練。
最近這兩年,華為又推出了昇騰910C。
昇騰910C采用中芯國(guó)際的7nm(N+2)工藝,晶體管數(shù)量達(dá)到530億。
910C采用了類似B200的雙die封裝設(shè)計(jì)(將兩顆獨(dú)立的芯片die分別放置在各自的中介層,再通過(guò)有機(jī)基板將兩個(gè)中介層連接起來(lái)),通過(guò)把兩顆昇騰910B整合到一起,實(shí)現(xiàn)了性能的提升。
業(yè)界估測(cè),910C在FP16精度下的單卡算力能達(dá)到800TFLOPS左右,大概是英偉達(dá)H100芯片(2022年推出)的80%。
值得一提的是,910C的芯片邏輯面積大約比H100多60%。這意味著910C在架構(gòu)效率和設(shè)計(jì)優(yōu)化方面, 與H100依然存在差距。
910C的HBM高帶寬內(nèi)存仍然來(lái)自海外廠商(國(guó)內(nèi)DRAM制造商長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)HBM2e相關(guān)技術(shù)還需要再等等)。芯片的整體國(guó)產(chǎn)化比例據(jù)說(shuō)已經(jīng)達(dá)到90%以
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的不可靠信息,910C于2024年四季度推出樣片,2025年一季度開(kāi)始量產(chǎn),目前已經(jīng)處于大規(guī)模出貨階段,全年銷量大概在70-80萬(wàn)顆。
也有不可靠消息指出,2024年910B的出貨量約四十萬(wàn)張,今年910B出貨量可能與去年持平或略低(約30萬(wàn)張),而910C的出貨量預(yù)計(jì)可能超過(guò)40萬(wàn)張。因此,華為今年910B+910C的整體出貨量可能是70-100萬(wàn)張。
出貨量和產(chǎn)能也有很大關(guān)系。中芯國(guó)際N+2工藝良率去年只有20%,今年據(jù)說(shuō)已經(jīng)達(dá)到40-50%,分配給910C的產(chǎn)能貌似是2.6萬(wàn)片晶圓/月(數(shù)據(jù)不靠譜,僅供參考,與我無(wú)關(guān))。
價(jià)格方面,910B的均價(jià)據(jù)說(shuō)大約是11萬(wàn)/片,910C可能是18-20萬(wàn)/片。網(wǎng)上很多文章說(shuō)910C價(jià)格是1800美元,我覺(jué)得不靠譜。相比之下,英偉達(dá)H100的市場(chǎng)價(jià)格,大約是2.5-3萬(wàn)美元/張。
910C之后,據(jù)說(shuō)還有910D,采用5nm制程,4Die封裝,支持FP8。今年5-6月份回片,預(yù)期2026Q2-Q3大規(guī)模量產(chǎn)。這個(gè)消息的來(lái)源不可靠,同樣僅供參考。
再往后,華為可能就會(huì)推出昇騰920系列,采用下一代工藝,更先進(jìn)制程,努力縮小和英偉達(dá)的差距。
5. 臺(tái)灣當(dāng)局將華為、中芯國(guó)際等601個(gè)實(shí)體被列入出口管制黑名單
中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)部門近日更新“戰(zhàn)略性高科技貨品出口實(shí)體管理名單”,一口氣新增601個(gè)涉及“武器擴(kuò)散”活動(dòng)的實(shí)體,其中包括中國(guó)大陸科技巨頭華為、中芯國(guó)際及其多家子公司。截至目前,該名單已累計(jì)納入 18444 個(gè)實(shí)體與個(gè)人。
這一舉措被視為臺(tái)灣地區(qū)在技術(shù)出口管制領(lǐng)域的重大升級(jí),或使其進(jìn)一步被綁定至外部勢(shì)力的科技遏制戰(zhàn)略,而忽視了兩岸產(chǎn)業(yè)深度融合的現(xiàn)實(shí)需求,可能對(duì)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
路透社指出,臺(tái)灣當(dāng)局此次動(dòng)作正值美西方持續(xù)加碼對(duì)華科技遏制的背景下。2025 年以來(lái),美國(guó)已多次更新 EDA 軟件、半導(dǎo)體設(shè)備等出口管制清單,而臺(tái)灣地區(qū)作為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈重要環(huán)節(jié),其出口管制政策調(diào)整被普遍視為配合外部勢(shì)力的戰(zhàn)略布局。
6. Gartner:供應(yīng)鏈AI戰(zhàn)略缺口超七成,短視主義拖累長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力
如今,高達(dá)75%的首席執(zhí)行官認(rèn)為,供應(yīng)鏈中斷是其業(yè)務(wù)面臨的最重大風(fēng)險(xiǎn)之一。
在全球格局空前分歧動(dòng)蕩的時(shí)代,全球供應(yīng)鏈正面臨戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折點(diǎn),人工智能(AI)戰(zhàn)略的缺失將引發(fā)長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前,AI仍普遍被視作降本工具而非增長(zhǎng)引擎,這與首席執(zhí)行官(CEO)們?nèi)找鎸I定位為關(guān)鍵增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力的戰(zhàn)略視野形成鮮明反差。此種戰(zhàn)略性短視正帶來(lái)慘痛代價(jià):77%的CEO坦言,現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)模式難以在AI主導(dǎo)的時(shí)代保持競(jìng)爭(zhēng)力。
邁向AI驅(qū)動(dòng)世界的轉(zhuǎn)型浪潮,正倒逼企業(yè)進(jìn)行根本性變革。傳統(tǒng)首席供應(yīng)鏈官以運(yùn)營(yíng)卓越與成本控制為核心的職能定位已然讓位,新型企業(yè)領(lǐng)袖正應(yīng)勢(shì)崛起。
現(xiàn)代首席供應(yīng)鏈官必須兼具戰(zhàn)略架構(gòu)師的全局視野、客戶代言人的市場(chǎng)敏銳、韌性守護(hù)者的抗風(fēng)險(xiǎn)能力,并引領(lǐng)深刻的人機(jī)協(xié)同變革。這一轉(zhuǎn)型將供應(yīng)鏈的核心使命從成本最小化轉(zhuǎn)向價(jià)值創(chuàng)造,讓供應(yīng)鏈躋身企業(yè)增長(zhǎng)引擎、客戶滿意度提升與韌性建設(shè)的核心驅(qū)動(dòng)力之列。
更重要的是,隨著人工智能實(shí)現(xiàn)決策自動(dòng)化,首席供應(yīng)鏈官的職責(zé)將發(fā)生戰(zhàn)略重心轉(zhuǎn)移:從直接制定運(yùn)營(yíng)決策,轉(zhuǎn)為設(shè)計(jì)自主決策系統(tǒng)、構(gòu)建治理框架、制定風(fēng)險(xiǎn)情報(bào)規(guī)程,并設(shè)立道德準(zhǔn)則底線。
更重要的是,首席供應(yīng)鏈官必須引領(lǐng)團(tuán)隊(duì)跨越AI帶來(lái)的深層變革。正如Gartner的精辟洞見(jiàn):技術(shù)變革是交易性的,而人類的應(yīng)對(duì)——這場(chǎng)轉(zhuǎn)型本身——本質(zhì)上是情感性的。
為駕馭這些復(fù)雜挑戰(zhàn),Gartner建議首席供應(yīng)鏈官構(gòu)建AI投資組合,審慎權(quán)衡短期與長(zhǎng)期優(yōu)先級(jí),并采用“運(yùn)行-增長(zhǎng)-轉(zhuǎn)型”(Run-Grow-Transform)框架,實(shí)施資源戰(zhàn)略配置。
盡管人工智能的潛力巨大,但實(shí)現(xiàn)其價(jià)值卻面臨諸多挑戰(zhàn)。基礎(chǔ)性挑戰(zhàn)包括數(shù)據(jù)質(zhì)量低下、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化,以及數(shù)據(jù)碎片化,這導(dǎo)致43%的商業(yè)領(lǐng)袖承認(rèn)他們甚至無(wú)法清晰了解其主要供應(yīng)商的績(jī)效表現(xiàn)。
組織障礙包括嚴(yán)重的人才缺口,報(bào)告存在技能缺口的公司比例從2021年的55%上升至2023年的69%,而麥肯錫將變革管理認(rèn)定為實(shí)施過(guò)程中最大的單一風(fēng)險(xiǎn),這一觀點(diǎn)得到了82%的供應(yīng)鏈領(lǐng)導(dǎo)者的認(rèn)同。
7. 華為四芯片封裝能否挑戰(zhàn)Nvidia GPU封鎖?
近日,華為公開(kāi)了一項(xiàng)名為“四芯片(quad-chiplet)封裝設(shè)計(jì)”的專利技術(shù)文件,引發(fā)半導(dǎo)體行業(yè)高度關(guān)注。該技術(shù)被外媒猜測(cè)將應(yīng)用于其下一代AI加速器昇騰910D(Ascend 910D),或成為華為突破美國(guó)技術(shù)封鎖、追趕NVIDIA AI GPU的關(guān)鍵布局。
技術(shù)亮點(diǎn)包括:
1.中介層架構(gòu)優(yōu)化接口連接:通過(guò)中介層實(shí)現(xiàn)裸片交換邏輯塊、線路邏輯塊與接口的交叉連接,解決傳統(tǒng)合封的線路交叉問(wèn)題,支持接口路徑動(dòng)態(tài)配置。
2.重布線層與有源器件增效:中介層集成重布線層(RDL)降低布線成本,搭配寄存器等有源器件增強(qiáng)長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸性能。
3.嵌入式與多層設(shè)計(jì)提升集成度:中介層嵌入式基板設(shè)計(jì)縮減封裝厚度與成本,多層結(jié)構(gòu)滿足高密度布線需求。
4.多裸片與單元級(jí)接口交換:通信芯片內(nèi)多裸片及同構(gòu)單元通過(guò)中介層交叉連接,適配交換單元 / 光傳輸單元等場(chǎng)景。 5.成熟工藝降本與性能平衡:依托中介層技術(shù),使用成熟制程制造裸片,在降低工藝依賴的同時(shí)保障系統(tǒng)性能。
對(duì)標(biāo)NVIDIA:繞過(guò)制裁的技術(shù)突圍 外媒Tom's Hardware分析指出,華為四芯片封裝架構(gòu)與NVIDIA 2026年計(jì)劃推出的Rubin Ultra平臺(tái)存在技術(shù)相似性。后者采用臺(tái)積電CoWoS-L技術(shù)實(shí)現(xiàn)四顆GPU與六顆HBM3E內(nèi)存的集成,而華為專利通過(guò)自研封裝工藝達(dá)成類似效果。
專利內(nèi)容顯示,華為的封裝方式預(yù)計(jì)會(huì)搭配多組高帶寬內(nèi)存(HBM),并通過(guò)中介層實(shí)現(xiàn)高效互聯(lián)。這種設(shè)計(jì)可以滿足 AI 訓(xùn)練對(duì)計(jì)算能力的高需求,同時(shí)在架構(gòu)上與某些國(guó)際廠商的產(chǎn)品類似。
盡管在芯片工藝方面,華為目前仍落后于國(guó)際領(lǐng)先水平約一代,但在封裝技術(shù)層面,華為已展現(xiàn)出與業(yè)內(nèi)頂尖企業(yè)相當(dāng)?shù)哪芰ΑjP(guān)鍵差異在于供應(yīng)鏈自主化,華為方案完全基于中芯國(guó)際14nm制程與長(zhǎng)電科技封裝產(chǎn)線,規(guī)避美國(guó)對(duì)先進(jìn)制程設(shè)備的出口管制。
其次在成本上也有優(yōu)勢(shì),據(jù)估算,單顆昇騰910D芯片組成本較NVIDIA H200低約40%,主要得益于本土化供應(yīng)鏈與簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。這意味著,即便使用相對(duì)成熟的制造工藝生產(chǎn)多個(gè)芯片,再通過(guò)先進(jìn)封裝進(jìn)行整合,也能在整體性能上實(shí)現(xiàn)顯著提升,從而縮小與采用最先進(jìn)工藝芯片之間的差距。
行業(yè)專家觀點(diǎn) 業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,若該技術(shù)量產(chǎn)成功,華為將實(shí)現(xiàn)算力密度躍升和生態(tài)兼容性兩大突破。四芯片封裝可使單卡FP16算力提升至1,400 TFLOPS,接近NVIDIA H100水平,而通過(guò)支持CUDA-X AI軟件棧,降低用戶遷移成本,直擊NVIDIA核心優(yōu)勢(shì)。 此前,華為創(chuàng)始人任正非在接受《人民日?qǐng)?bào)》采訪時(shí)曾表示,芯片技術(shù)的發(fā)展并不一定完全依賴最尖端的制造工藝,通過(guò)疊加、集群等方式,同樣可以達(dá)到與高端芯片相近的計(jì)算效果。
這一觀點(diǎn)得到了 NVIDIA CEO 黃仁勛的解讀和認(rèn)同。黃仁勛指出,AI 任務(wù)本身具有高度并行的特性,即便單個(gè)芯片性能不足,也可以通過(guò)增加芯片數(shù)量來(lái)彌補(bǔ)算力缺口。他還提到,中國(guó)的能源資源較為充足,這為大規(guī)模部署計(jì)算設(shè)備提供了可能。因此,即便當(dāng)前在技術(shù)上仍存在一定差距,但通過(guò)系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化和規(guī)模化應(yīng)用,中國(guó)依然能夠?qū)崿F(xiàn)高效的 AI 計(jì)算能力。
先進(jìn)封裝成破局關(guān)鍵,生態(tài)與量產(chǎn)難題待解 據(jù)悉,華為目前已經(jīng)與清華大學(xué)成立“三維集成聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,聚焦混合鍵合、玻璃轉(zhuǎn)接板等前沿技術(shù)。華為的封裝技術(shù)布局正引發(fā)連鎖反應(yīng),尤其是臺(tái)積電的警覺(jué)。據(jù)《電子時(shí)報(bào)》報(bào)道,臺(tái)積電已將CoWoS產(chǎn)能優(yōu)先級(jí)向NVIDIA傾斜,并加速研發(fā)FOPLoS(Fan-Out Package-on-Substrate)技術(shù)應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)。
與此同時(shí),深南電路、興森科技等國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈正在積極跟進(jìn)。一些封裝基板廠商已啟動(dòng)高密度線路板擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,目標(biāo)2026年實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)10萬(wàn)片產(chǎn)能。
盡管技術(shù)前景被看好,華為仍需突破多重壁壘。軟件生態(tài)是最大短板,由于昇騰CANN架構(gòu)僅支持主流AI框架的子集,所以與CUDA兼容性差距明顯。芯片面積方面也是難點(diǎn),單顆昇騰 910B 芯片面積約 665 平方毫米,四芯片組總芯片面積達(dá) 2660 平方毫米,若每顆芯片配置 4 顆 HBM 內(nèi)存,16 顆 HBM 將占約 1366 平方毫米面積,昇騰910D整體封裝尺寸或達(dá) 4020 平方毫米,遠(yuǎn)超臺(tái)積電目前約 858 平方毫米的光罩極限尺寸,相當(dāng)于五個(gè) EUV 光罩面積。
最后是良率,超大尺寸的四芯片堆疊封裝良率目前不足65%,大規(guī)模量產(chǎn)需良率提升至85%以上,散熱設(shè)計(jì)也是個(gè)問(wèn)題。考慮到頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商的測(cè)試驗(yàn)證周期長(zhǎng)達(dá)6-9個(gè)月,這款芯片方案的商業(yè)化進(jìn)度或晚于預(yù)期。
8. 回應(yīng)美國(guó)斷供EDA和IP,中科院發(fā)布的啟蒙系統(tǒng)讓美國(guó)網(wǎng)友驚呼又一個(gè)市場(chǎng)丟了
5月30日,美國(guó)政府為了遏制中國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展,突然宣布對(duì)中國(guó)斷供EDA和IP ,詳見(jiàn)《這次美國(guó)EDA斷供遠(yuǎn)比傳聞嚴(yán)重!但危中有機(jī)!》,近日,中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所處理器芯片全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合軟件研究所,宣布推出全球首個(gè)基于人工智能技術(shù)的處理器芯片軟硬件全自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)——“啟蒙”。
該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)從芯片硬件到基礎(chǔ)軟件的全流程自動(dòng)化設(shè)計(jì),在多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上達(dá)到人類專家手工設(shè)計(jì)水平,標(biāo)志著我國(guó)在人工智能自動(dòng)設(shè)計(jì)芯片方面邁出堅(jiān)實(shí)一步。
該系統(tǒng)依托大模型等先進(jìn)人工智能技術(shù),可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)計(jì)CPU,并能為芯片自動(dòng)配置相應(yīng)的操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)譯程序、高性能算子庫(kù)等基礎(chǔ)軟件,性能可比肩人類專家手工設(shè)計(jì)水平。
早在2023年,中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所就宣布用AI技術(shù)設(shè)計(jì)出了世界上首個(gè)無(wú)人工干預(yù)、全自動(dòng)生成的CPU芯片——啟蒙1號(hào)。
該CPU基于RISC-V的32位架構(gòu),用5小時(shí)完成,比GPT-4能設(shè)計(jì)出的電路規(guī)模大4000倍,采用65nm工藝,頻率達(dá)到300MHz,性能與英特爾486系列CPU相當(dāng),可運(yùn)行Linux操作系統(tǒng),相關(guān)成果于2023年6月27日發(fā)表在arXiv預(yù)印本平臺(tái)上。
現(xiàn)在,其升級(jí)版“啟蒙2號(hào)”為國(guó)際首個(gè)全自動(dòng)設(shè)計(jì)的超標(biāo)量處理器核,達(dá)到ARM Cortex A53性能,規(guī)模擴(kuò)大至1700萬(wàn)個(gè)邏輯門。
在基礎(chǔ)軟件方面,“啟蒙”系統(tǒng)同樣取得顯著成果,可自動(dòng)生成定制優(yōu)化后的操作系統(tǒng)內(nèi)核配置,性能相比專家手工優(yōu)化提升25.6%;可實(shí)現(xiàn)不同芯片和不同編程模型之間的自動(dòng)程序轉(zhuǎn)譯,性能最高達(dá)到廠商手工優(yōu)化算子庫(kù)的2倍;可自動(dòng)生成矩陣乘等高性能算子,在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分別提高110%和15%以上。
顯然,“啟蒙”的發(fā)布是回應(yīng)美國(guó)斷供中國(guó)EDA和IP,明明白白告訴美國(guó):我不用EDA和你的IP一樣可以設(shè)計(jì)出芯片,此新聞一發(fā)布,讓美國(guó)網(wǎng)友驚呼“又一個(gè)市場(chǎng)讓蠢貨給搞丟了!”
在中科院正式公布的論文中詳細(xì)介紹了啟蒙系統(tǒng)的架構(gòu),QiMeng 包含三個(gè)層次。在底層,構(gòu)建了一個(gè)面向特定領(lǐng)域的大型處理器芯片模型 (LPCM: Large Processor Chip Model),在架構(gòu)、訓(xùn)練和推理方面引入了新穎的設(shè)計(jì),以應(yīng)對(duì)知識(shí)表示缺口、數(shù)據(jù)稀缺、正確性保證以及巨大的解空間等關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
在中間層,利用 LPCM 的知識(shí)表示和推理能力,開(kāi)發(fā)了硬件設(shè)計(jì)代理和軟件設(shè)計(jì)代理,以實(shí)現(xiàn)處理器芯片軟硬件設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。頂層則是各種處理器芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。
QiMeng 在AI應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)上有很多創(chuàng)新,例如開(kāi)發(fā)人員基于軟件設(shè)計(jì)代理開(kāi)創(chuàng)了一種名為 QiMeng-GEMM 的自動(dòng)化方法,用于生成具有矩陣乘法(即 GEMM)的高性能庫(kù),QiMeng-GEMM 是第一個(gè)利用 LLM 自動(dòng)生成高性能 GEMM 代碼的方案。具體來(lái)說(shuō),我們抽象出了常見(jiàn)的 GEMM 優(yōu)化方法和硬件架構(gòu)特性,并為 LLM 創(chuàng)建了一組通用的元提示,用于生成高性能矩陣乘法運(yùn)算符。這些元提示使 LLM 能夠通過(guò)捕捉不同平臺(tái)的架構(gòu)特性來(lái)理解和實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。然后,開(kāi)發(fā)人員將軟件設(shè)計(jì)代理中的性能反饋回路與思維樹(shù)(ToT:Tree of Thoughts)技術(shù)系統(tǒng)地探索優(yōu)化原語(yǔ)組合。這能夠探索由元提示生成的所有可能的優(yōu)化序列,從而能夠生成針對(duì)不同硬件架構(gòu)特性定制的高性能矩陣乘法算子。
此外,開(kāi)發(fā)人員還提出了 QiMeng-TensorOp,這是首個(gè)利用 LLM 自動(dòng)生成具有硬件原語(yǔ)的高性能張量算子的方法。使 LLM 能夠理解特定平臺(tái)的架構(gòu)和優(yōu)化策略。
9. 日經(jīng):中國(guó)百分之100國(guó)產(chǎn)芯片車型2026年量產(chǎn)
即使具備100%國(guó)產(chǎn)化能力也不能放棄全球化,才是正確之道。
“中國(guó)在擴(kuò)大其成熟工藝(mature node)技術(shù)的產(chǎn)能方面,采取了非常積極的態(tài)度,這已經(jīng)對(duì)部分芯片市場(chǎng)板塊形成了價(jià)格壓力。” TechInsights分析師馬塔斯(Brian Matas)在接受采訪時(shí)表示,“特別是模擬芯片市場(chǎng)以及微控制器(MCU)市場(chǎng)的大部分領(lǐng)域,這幾年市場(chǎng)增長(zhǎng)緩慢,部分原因就是這些產(chǎn)品主要依賴成熟工藝節(jié)點(diǎn),而中國(guó)的擴(kuò)產(chǎn)壓低了價(jià)格。”
據(jù)《日經(jīng)亞洲》報(bào)道,中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)正加速推進(jìn)芯片自主化戰(zhàn)略,上汽集團(tuán)、長(zhǎng)安汽車、長(zhǎng)城汽車、比亞迪、理想汽車和吉利等頭部車企已啟動(dòng)“全國(guó)產(chǎn)芯片”車型量產(chǎn)計(jì)劃,其中至少兩個(gè)品牌將于2026年實(shí)現(xiàn)首批車型下線。
據(jù)新浪財(cái)經(jīng)報(bào)道,最新的政策目標(biāo)是到2027年實(shí)現(xiàn)汽車芯片100%自主研發(fā)和制造,相比年初設(shè)定的25%國(guó)產(chǎn)芯片采用率目標(biāo)大幅提速,盡管并非強(qiáng)制性要求,但多家車企已將芯片自給率納入戰(zhàn)略考核。
目前尚不明確汽車芯片自給率的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),一些人認(rèn)為是根據(jù)車輛使用的芯片總數(shù)來(lái)計(jì)算,而另一些人則認(rèn)為是根據(jù)有多少種芯片是在本地開(kāi)發(fā)或制造來(lái)計(jì)算。例如,廣汽集團(tuán)計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)全系車型國(guó)產(chǎn)芯片覆蓋率超80%,其發(fā)布的12款自研芯片已通過(guò)AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證,涵蓋7nm自動(dòng)駕駛芯片、碳化硅功率模塊等關(guān)鍵領(lǐng)域。
例如,中國(guó)一汽與新紫光集團(tuán)達(dá)成戰(zhàn)略合作,覆蓋車載計(jì)算、控制、存儲(chǔ)等全鏈條,其THA6系列車規(guī)MCU已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。
廣汽集團(tuán)則聯(lián)合20余家國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商建立“白名單”,推動(dòng)功率器件、傳感器等本土化替代,并且與中芯國(guó)際(SMIC)、粵芯半導(dǎo)體(CanSemi Technology)等中國(guó)晶圓代工廠緊密合作,評(píng)估整個(gè)汽車芯片供應(yīng)鏈,并協(xié)助驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)替代芯片。
2020年10月,零跑汽車發(fā)布凌芯01智能駕駛芯片,采用28nm工藝,最大算力4.2TOPS,率先搭載于零跑C11。
2023年3月,吉利汽車旗下芯擎科技研制的龍鷹一號(hào)7nm智能座艙芯片量產(chǎn)下線,同年9月首搭于領(lǐng)克08,后搭載于多個(gè)品牌車型。2024年10月,其發(fā)布的7nm工藝、512TOPS算力的智能駕駛芯片星辰一號(hào)計(jì)劃于今年量產(chǎn)。
2024年11月,比亞迪與聯(lián)發(fā)科定制的4nm工藝智能座艙芯片BYD9000隨方程豹豹8上市。
2023年末,蔚來(lái)發(fā)布的首顆自研智能駕駛芯片神璣NX9031基于5nm打造,算力超1000TOPS,2024年7月流片成功,今年4月起隨蔚來(lái)ET9交付。
另?yè)?jù)報(bào)道,小鵬汽車已設(shè)計(jì)出專注于人工智能的 “圖靈芯片”,并稱其最高算力達(dá)700TOPS,性能優(yōu)于美國(guó)芯片巨頭英偉達(dá)的產(chǎn)品,旨在為下一代智能汽車提供動(dòng)力,將首先應(yīng)用于小鵬G7。2023 年 7 月,大眾汽車斥資 7 億美元收購(gòu)小鵬 4.99% 的股份,雙方形成戰(zhàn)略聯(lián)盟,共同為中國(guó)市場(chǎng)研發(fā)電動(dòng)車,并且準(zhǔn)備采購(gòu)小鵬汽車自研的圖靈芯片。
盡管國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程提速,但高端芯片領(lǐng)域仍存瓶頸。當(dāng)前中國(guó)汽車芯片國(guó)產(chǎn)化率不足10%,尤其在自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域,英偉達(dá)、高通仍占據(jù)主導(dǎo)地位。例如,蔚來(lái)汽車雖宣布自研5nm智能駕駛芯片“神璣NX9031”流片成功,但量產(chǎn)裝機(jī)仍需時(shí)間。
此外,汽車芯片從研發(fā)到認(rèn)證的過(guò)程復(fù)雜且周期長(zhǎng),通常長(zhǎng)達(dá)五年,而中國(guó)電動(dòng)車制造商采取更靈活策略,在非關(guān)鍵功能上使用消費(fèi)級(jí)、現(xiàn)成可用芯片,將測(cè)試與認(rèn)證時(shí)間縮短至6-9個(gè)月,從而加速國(guó)產(chǎn)芯片使用進(jìn)程。
但是行業(yè)專家指出,車規(guī)級(jí)芯片需滿足-40℃至155℃極端溫濕度、抗電磁干擾等嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)壁壘遠(yuǎn)高于消費(fèi)級(jí)芯片。此外,ARM架構(gòu)授權(quán)、EDA工具等底層技術(shù)仍依賴海外,國(guó)產(chǎn)芯片在生態(tài)兼容性上面臨考驗(yàn)。
“中國(guó)在擴(kuò)大其成熟工藝(mature node)技術(shù)的產(chǎn)能方面,采取了非常積極的態(tài)度,這已經(jīng)對(duì)部分芯片市場(chǎng)板塊形成了價(jià)格壓力。” TechInsights分析師馬塔斯(Brian Matas)在接受采訪時(shí)表示,“特別是模擬芯片市場(chǎng)以及微控制器(MCU)市場(chǎng)的大部分領(lǐng)域,這幾年市場(chǎng)增長(zhǎng)緩慢,部分原因就是這些產(chǎn)品主要依賴成熟工藝節(jié)點(diǎn),而中國(guó)的擴(kuò)產(chǎn)壓低了價(jià)格。”
據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù),2024年中國(guó)新能源汽車零售滲透率達(dá)51.1%,但單車芯片國(guó)產(chǎn)化率不足15%。廣汽研究院院長(zhǎng)透露,其自研芯片成本較進(jìn)口產(chǎn)品降低40%,但需在2025年實(shí)現(xiàn)規(guī)模化搭載,才能形成成本優(yōu)勢(shì)。
國(guó)際巨頭亦加速本土化布局。英飛凌(Infineon)、恩智浦(NXP)等通過(guò)與中國(guó)代工廠合作,擴(kuò)大在華產(chǎn)能;意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)則與吉利旗下企業(yè)成立合資公司,聚焦碳化硅器件研發(fā)。英飛凌首席執(zhí)行官Jochen Hanebeck在接受《日經(jīng)亞洲》采訪時(shí)表示,中國(guó)客戶要求其將芯片生產(chǎn)本地化,以滿足中國(guó)市場(chǎng)需求。
TechInsights估計(jì),到2025年,中國(guó)本地生產(chǎn)的集成電路只能滿足國(guó)內(nèi)約1850億美元市場(chǎng)中約17.5%的需求。不過(guò)根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)的數(shù)據(jù),中國(guó)成熟工藝芯片(即14納米或更高節(jié)點(diǎn))產(chǎn)能,在全球的占比預(yù)計(jì)將從2023年的31%提升至2027年的近40%。
10. FOPLP能否成為半導(dǎo)體封裝的破局者
隨著摩爾定律逐漸接近極限,從晶圓代工廠、封裝廠、IDM公司以及IC設(shè)計(jì)公司,都開(kāi)始將先進(jìn)封裝技術(shù)作為突破摩爾定律的一個(gè)方向。其中,扇出型面板級(jí)封裝(FOPLP),作為先進(jìn)封裝技術(shù)的一個(gè)重要分支,引起業(yè)界廣泛關(guān)注,一些大廠也在積極布局這一先進(jìn)封裝技術(shù)分支。
FOPLP是基于重布線層(RDL)工藝,通過(guò)在方形大尺寸面板上重新布局芯片,以實(shí)現(xiàn)高密度互連,可集成多芯片、無(wú)源元件及復(fù)雜互連。它具有超越傳統(tǒng)封裝的靈活性、擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)效益。
FOPLP技術(shù)憑借高面積利用率,極大減少了材料浪費(fèi),并能在單一制程中批量處理芯片,極大提升封裝效率及成本效益,形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。與FOWLP技術(shù)相比,F(xiàn)OPLP的面積使用率高達(dá)95%,遠(yuǎn)高于FOWLP的85%。這意味著,在相同面積下,F(xiàn)OPLP的面板能比12英寸晶圓多容納1.64倍的芯片。
同時(shí),隨著基板面積的增加,芯片制造成本逐漸下降。從200mm過(guò)渡到300mm大約能節(jié)省25%的成本,而從300mm過(guò)渡到板級(jí)封裝,則能節(jié)約高達(dá)66%的成本。
此外,F(xiàn)OPLP依托精密的RDL工藝,可實(shí)現(xiàn)芯片間(D2D)的高速、高密度互連,這一特質(zhì)對(duì)于AI計(jì)算至關(guān)重要,確保了龐大數(shù)據(jù)流的無(wú)縫傳輸與高效處理。
臺(tái)積電在積極擴(kuò)產(chǎn)CoWoS的同時(shí),也在開(kāi)發(fā)新一代的先進(jìn)封裝技術(shù)——CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)。CoPoS與FOPLP類似,也采用大型面板基板進(jìn)行封裝。但兩者還存在一些差異。FOPLP是一種不需要中介層的封裝方法,芯片直接重新分布在面板基板上,并通過(guò)重分布層(RDL)互連。而CoPoS則引入了中介層,從而可以實(shí)現(xiàn)更高的信號(hào)完整性和穩(wěn)定的功率傳輸,對(duì)于集成GPU和HBM芯片的高端產(chǎn)品來(lái)說(shuō)效果更好。
臺(tái)積電計(jì)劃2026年建造一條CoPoS試點(diǎn)生產(chǎn)線,2027年將重點(diǎn)改進(jìn)工藝,以便滿足合作伙伴的要求。2028年年底至2029年年初實(shí)現(xiàn)CoPoS的量產(chǎn)工作,臺(tái)積電位于中國(guó)臺(tái)灣嘉義的AP7工廠將成為CoPoS先進(jìn)封裝技術(shù)的生產(chǎn)中心。
封測(cè)大廠日月光也在近幾年積極布局面板級(jí)封裝技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)悉,日月光已在高雄擁有一條量產(chǎn)的300X300mm面板級(jí)封裝產(chǎn)線。今年2月,日月光宣布投資2億美元,在高雄設(shè)立新的面板級(jí)扇出型封裝量產(chǎn)線,研發(fā)試產(chǎn)規(guī)格為600X600mm,并計(jì)劃在2025年底試產(chǎn),預(yù)計(jì)明年開(kāi)始送樣給客戶進(jìn)行認(rèn)證。增加對(duì)于面板級(jí)封裝技術(shù)領(lǐng)域的投資,也反應(yīng)了日月光想要進(jìn)一步提升其在先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)份額。
但三星與臺(tái)積電在基板材料的選擇上產(chǎn)生了分歧。據(jù)臺(tái)媒DigiTimes去年年底的報(bào)道,三星堅(jiān)持使用塑料基板,而臺(tái)積電則積極探索玻璃基板的應(yīng)用。三星繼續(xù)沿用塑料是因?yàn)槠渚邆涑杀拘б妗⑷犴g性好且制造工藝成熟等優(yōu)勢(shì)。而臺(tái)積電則選擇探索玻璃面板是因?yàn)椋啾人芰希A姘鍝碛懈鼉?yōu)異的熱穩(wěn)定性和平整度,并有潛力實(shí)現(xiàn)更緊密的互連間距。可以說(shuō),兩種基板材料各有優(yōu)劣,最終還需市場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)。
FOPLP發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
雖然,各方都在積極布局FOPLP領(lǐng)域,也看好其未來(lái)的發(fā)展前景。但FOPLP想要取得長(zhǎng)足的發(fā)展,還面臨著一些挑戰(zhàn)。首先,面板尺寸和組裝工藝未能標(biāo)準(zhǔn)化是FOPLP應(yīng)用的最大障礙。目前,各家廠商的面板尺寸各成一派,已經(jīng)有300X300mm、510mmX415mm、515mmX510mm、600mmX600mm、615X625mm、620mmX750mm、700mmX700mm、800X600mm、800X800mm等規(guī)格。
大的面板尺寸雖然會(huì)帶來(lái)成本優(yōu)勢(shì),但也會(huì)帶來(lái)基板翹曲的問(wèn)題,會(huì)影響到精度和良率等問(wèn)題。此外,F(xiàn)OPLP還需解決大面積RDL形成、焦深裕度(DoF margin)、芯片位移,以及微粒控制等技術(shù)挑戰(zhàn)。
據(jù)分析機(jī)構(gòu)Yole Group數(shù)據(jù)顯示,2022年FOPLP的市場(chǎng)空間大約是11.8億美元,預(yù)計(jì)到2026年將增長(zhǎng)到43.6億美元。可以預(yù)見(jiàn),F(xiàn)OPLP技術(shù)具備巨大的成長(zhǎng)潛力。目前,F(xiàn)OPLP技術(shù)已初步形成商業(yè)化,隨著更多先進(jìn)企業(yè)的加入,有望加速FOPLP技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)擴(kuò)張。未來(lái),隨著材料創(chuàng)新與工藝協(xié)同的持續(xù)突破,F(xiàn)OPLP或?qū)⒅厮馨雽?dǎo)體封裝的產(chǎn)業(yè)格局。