CoPoS来袭，封装变了！

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AI芯片越做越大，先进封装也在寻找新的生产方式。

过去，CoWoS是先进封装的重要技术路线之一。但随着GPU与HBM集成规模不断扩大，传统晶圆级封装在面积利用率方面的局限逐渐显现，产业开始将目光投向CoPoS，即Chip-on-Panel-on-Substrate。

两者最直观的区别，是加工载体从圆形晶圆变成了矩形面板。按照Infomarket首席执行官姜永云（Yong-woon Kang）10月22日发布的分析，台积电正在推进这一方向，三星电机也被认为在探索相关技术。

这场变化带来的机会，不只在封装工艺本身，还延伸到了设备和材料环节。其中，40毫米级热压键合机、MSVP精密切割系统，以及120毫米级热压键合机，是Infomarket重点关注的三类设备。再往后看，随着玻璃芯基板和玻璃中介层的发展，相关设备需求还有可能迎来新一轮增长。

从晶圆到面板，

封装流程发生了什么变化？

要理解CoPoS带来的设备机会，需要先看它是怎么生产的。

在Infomarket介绍的方案中，CoPoS采用有机重布线层（RDL）作为中介层结构，先在临时玻璃载板上制作精细线路，再将GPU芯片和HBM堆栈贴装到RDL上，经过模塑、载板剥离和切割，最终将独立封装体连接到有机封装基板。

这里有一个容易混淆的地方：**当前这套CoPoS方案中的玻璃主要用作临时载板，最终的RDL中介层仍然是有机材料结构。** 玻璃作为永久基板或中介层，是后续可能发展的另一条路线。

RDL是这套工艺的关键。它负责重新分配芯片之间的电气连接，资料给出的代表性线宽约为2微米，远小于传统封装基板常见的10微米及以上线宽。为了制作如此精细的线路，需要借助玻璃载板相对平整的表面，并在玻璃与RDL之间设置释放层，以便后续将玻璃剥离。

在完成RDL制作后，GPU和HBM被并排贴装在面板上。随后，模塑料将芯片和RDL包封起来，为原本较薄、难以独立支撑的结构提供机械强度。等到玻璃载板被移除，再将整块面板切割成一个个独立封装体，最后连接到封装基板。

这套流程看似只是把圆形晶圆换成矩形面板，实际上，每个环节都对设备提出了新的要求。

例如，资料给出的面板尺寸从310×310毫米逐步扩大到515×510毫米。后者的总面积超过300毫米晶圆的3.5倍，而且矩形面板在排布矩形封装时，能够减少圆形晶圆边缘区域的面积损失。

面板变大，单次加工能够覆盖的面积也随之增加，但设备必须同时解决精细贴装、大面积切割以及封装体翘曲等问题。这正是CoPoS带动新一轮设备需求的原因。

三类设备，率先迎来新的应用需求

在这套工艺中，芯片贴装、模塑后的面板切割，以及封装体与基板的连接，是三个值得关注的环节。

首先是40毫米级TC热压键合机。

RDL制作完成后，GPU芯片和HBM堆栈需要逐个贴装到指定位置。资料给出的代表性尺寸是：GPU芯片约为26×33毫米，HBM堆栈约为11×12毫米，微凸点间距约为25至40微米，贴装对准精度约为±1至2微米。

这类贴装需要设备通过加热和施压完成连接。40毫米级TC键合机的作用，就是满足这一阶段的芯片贴装需求。由于一块面板上需要进行大量贴装操作，随着面板产量提高，生产线需要配置相应的键合能力。

芯片贴装完成后，封装结构还要经过模塑，再将临时玻璃载板剥离。接下来，设备需要把模塑后的大面板切割成独立封装体。

这一环节对应的是MSVP系统。

MSVP全称为Micro SAW & VISION PLACEMENT，整合了切割、清洁、检测和放置等功能。资料显示，CoPoS形成的独立封装体尺寸约为69至90毫米见方，其面积约为单个光刻掩模曝光视场的5.5至9.5倍。

与传统封装基板相比，这类结构同时包含薄RDL、模塑料和芯片，切割时需要更加精细地控制加工过程。因此，面板级封装为MSVP设备提供了新的应用场景。

第三类设备是用于封装体与基板连接的120毫米级TC键合机。

经过切割后，每个GPU与HBM封装体都需要单独连接到有机封装基板上，并不是将整块面板一次性键合到基板上。资料给出的基板尺寸约为100至120毫米，C4焊凸点间距约为100至130微米，对准精度约为±10微米。

与前一道芯片贴装工序相比，这一环节的对准精度要求相对宽松，真正的难点在于大面积键合时的翘曲控制。封装体和基板在受热过程中可能产生不同程度的变形，因此需要尽可能保证大面积区域内的温度和压力均匀。

120毫米级TC键合机正是针对这一需求。需要说明的是，120毫米指设备的键合面积能力上限，并不意味着目前单个封装体已经达到120毫米宽。

至于混合键合，Infomarket认为，它在这套有机RDL面板级流程中的应用范围相对有限。原因在于，精细RDL线路并不意味着表面天然满足混合键合所需的平整度，有机面板也不能直接视为具备与经过适当处理的晶圆相同的键合条件。因此，混合键合更适合用于确有需要的特定接口。

从临时玻璃载板，到永久玻璃基板

如果说CoPoS首先改变的是封装的生产载体，那么下一步值得关注的变化，就是玻璃从临时载板走向封装结构本身。

目前，CoPoS中的玻璃在完成RDL制作、芯片贴装和模塑后，需要通过激光作用于释放层，将玻璃载板剥离。后续如果采用玻璃芯基板，就不再只是利用玻璃承载加工过程，而是让玻璃成为最终封装基板的一部分。

玻璃芯基板的思路，是用玻璃替代传统有机封装基板中的芯层。根据资料，玻璃的热膨胀系数约为3至9 ppm/K，有机芯层则约为15至17 ppm/K。较低的热膨胀系数和较高的平整度，有望帮助控制大尺寸封装的翘曲。

再往前一步，是玻璃中介层。在这一方案中，RDL直接制作在玻璃上，玻璃保留在最终结构中，并通过填铜的玻璃通孔（TGV）提供垂直电气连接。如果这一架构得以实现，部分临时载板剥离及相关转移工序便有望省去。

不过，玻璃芯基板与玻璃中介层面临的技术难题并不相同。前者首先需要解决材料、加工、翘曲和量产检测等问题；后者还需要在玻璃上实现约2微米级的精细线路，并与TGV工艺结合，技术要求更高。

玻璃本身较为脆弱，也会改变设备的设计要求。切割可能从传统锯切转向激光改性后再进行可控分离，键合设备则需要在固定玻璃的同时避免开裂和破损。

三星电机已经建立玻璃基板试产线，并公开提出2027年量产目标；LG Innotek也宣布开展玻璃基板研发。Infomarket还提到，三星电机正在探索有机RDL中介层方案。

这两条路线需要区分开来：有机RDL中介层位于芯片下方，玻璃芯基板则对应封装基板内部的芯层。对于已有FC-BGA基板业务的厂商而言，未来是进一步进入RDL和中介层制造，还是优先发展玻璃芯基板，将是不同的战略选择。

HBM和光互连，

也在推动封装尺寸扩大

封装面板越来越大，还有一个重要原因：GPU与HBM的集成方式正在变化。

随着HBM向12层、16层堆叠发展，堆叠高度增加会让良率和热管理更加困难。Infomarket提出，另一种思路是将更多HBM堆栈横向布置在GPU周围，而不是完全依靠增加单个堆栈的高度来提升容量。

这样一来，封装结构就需要容纳更多横向分布的芯片和存储器。资料认为，在约30厘米宽的结构上实现约2微米线宽的线路，同时控制翘曲，玻璃可能成为合适的支撑材料。

封装尺寸扩大还会带来互连问题。当GPU与存储器之间的距离不断增加，铜互连的信号完整性会面临更大压力。资料指出，在数十GHz频率下，即使只有几厘米的铜互连距离，也可能受到明显限制。

因此，光互连有望成为连接较远距离芯片和存储器的一种选择。玻璃能够容纳光波导，也为光互连集成提供了潜在基础。

按照Infomarket的判断，产业可能先发展大尺寸玻璃封装平台，再逐步引入光互连。换句话说，光互连需求不仅涉及光器件本身，也可能影响封装平台的材料选择和结构设计。

数十万亿韩元市场，从何而来？

设备机会最终能有多大，取决于先进封装的需求规模，以及工艺转型能否真正落地。

Infomarket给出的测算情景是：假设英伟达在2027年出货数百万颗Rubin一代GPU，每个GPU封装搭配8组HBM堆栈。若将中介层、封装基板、键合、切割和检测等成本计算在内，单颗封装成本可达数千美元，由此对应的年度封装市场规模可能达到数十万亿韩元。

这是一项基于出货量和封装成本假设的估算，并非已经实现的市场收入。

但这也解释了为什么面板级封装受到关注。对于需要集成GPU和多组HBM的大型封装而言，提高面板面积利用率只是其中一个考量；随着封装结构变大，贴装、切割、检测以及基板连接的工艺要求也会随之变化。

如果后续继续向永久玻璃结构发展，产业还可能迎来第二轮设备投资。材料方面，需求涉及玻璃载板、释放层、超薄铜箔、介电薄膜、模塑料、玻璃芯材和TGV相关材料；设备方面，则包括TC键合机、MSVP、激光剥离设备、面板光刻设备和电镀系统。

Infomarket提到，一家韩国供应商已经获得大面积TC键合机订单并向台湾出货，同时开始向三星电机和LG Innotek供应精密MSVP设备。原文没有披露这家供应商的具体名称及订单金额。

从更大的产业布局来看，先进封装产能也在向美国延伸。台积电已公布在亚利桑那州建设两座封装设施的计划，Amkor正在当地开发封装项目，SK海力士则在印第安纳州建设HBM封装设施。对于希望从头建立AI芯片制造能力的项目而言，先进封装同样是需要考虑的关键环节。

CoPoS带来的变化，不只是把晶圆换成面板，而是让先进封装面对更大的加工面积、更复杂的材料组合，以及更严格的翘曲和检测要求。

眼下，40毫米级TC键合机、MSVP和120毫米级TC键合机，是这套工艺中较为直接的设备机会。再往后，玻璃芯基板和玻璃中介层能否实现量产，将决定设备与材料需求是否出现新一轮变化。

Infomarket认为，随着封装市场扩大、生产方式转变，相关市场规模有望从数十万亿韩元进一步增长至数百万亿韩元。这一判断仍然取决于未来的出货量、工艺路线和产业化进度，但其提出的两条变化路径值得关注：先从晶圆走向面板，再从有机结构走向永久玻璃结构。

对于设备和材料供应商来说，真正的考验是能否跟上工艺变化，在大面积精密键合、面板切割、玻璃加工和量产检测等环节解决实际问题。谁能率先满足这些要求，谁就更有机会参与下一阶段先进封装产线的建设。

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