先进集成电路封装已经成为人工智能处理器和其他高端集成电路(IC)制造商之间的新竞争焦点,同时也成为美国政府减少对外国供应商依赖、遏制中国技术发展的重要前沿领域。
然而,与美国通过制裁对中国集成电路晶圆制造的“前端”环节施加的严峻限制不同,中国在集成电路的“后端”组装、封装和测试(APT)领域拥有强大的市场份额和先进的技术,因此在这一方面相对不受美国技术封锁的影响。
全球最大的集成电路代工厂台积电,正快速扩展其晶圆上芯片(CoWoS)封装的产能。这一举措将缓解Nvidia、AMD和英特尔在5纳米以下工艺节点上制造最新AI处理器时所面临的供应瓶颈。
由于美国禁止向中国出售ASML的EUV光刻机,华为在5纳米以下工艺上的进展受到限制。然而,华为通过自身的IC设计和封装技术,成功突破了美国商务部对其在美国销售的Nvidia芯片性能的限制。
具体而言,有报道称,华为新款Ascend 910C处理器的性能优于Nvidia简化版的H20,并可能在未来两个月内实现商业出货。
在当前的全球科技竞争中,先进IC封装技术已成为芯片战争的下一个重要战场。随着摩尔定律的迭代速度放缓,芯片的物理极限逐渐接近,先进封装技术成为提升系统性能的关键路径。它允许工程师将多个芯片放入一个封装中,不必再缩小芯片本身,从而实现超越单芯片性能的目标。
图:先进IC封装或成为芯片战争的下一个战场
先进封装技术主要包括2.5D和3D封装。2.5D封装通过硅通孔(TSV)技术在中介层上堆叠或并排放置裸片,实现芯片之间的互联。而3D封装则进一步将逻辑或存储裸片垂直堆叠,通过有源中介层连接,实现更高的集成度和更短的互连长度。TSV技术是3D IC封装中的关键,它通过垂直互连实现芯片间的电气连接。
此外,晶圆级封装(WLP)和台积电开发的集成扇出(InFO)技术也是先进封装领域的重要进展。WLP通过倒装芯片形式实现最短电路径,提高速度并减少寄生效应,同时降低成本。InFO技术则为多个芯片提供了集成的空间,适用于射频、无线、处理器、基带、图形处理器和网络芯片的封装。
随着技术的发展,先进封装正朝着小型化、多引脚、高集成的方向发展,满足移动设备、高性能计算等领域的需求。中国在这一领域也在快速发展,长电科技等国内封测厂正努力追赶国际先进水平,有望在国产替代加速阶段引领行业发展。
然而,芯片战争并非仅限于技术层面。地缘政治的权力斗争同样影响着芯片产业的格局。美国对中国大陆芯片出口管制的加强,以及中国对本土产业链的培育,都反映了芯片在全球经济和军事力量中的战略地位。这场战争的结果将深刻影响全球经济结构和科技发展方向。