什么是CoWoS？用最簡單的方式帶你了解半導體先進封裝！
2023-08-09 12:43:08 technews(臺) 作者：許庭睿過去數十年來，為了擴增芯片的晶體管數量以推升運算效能，半導體制造技術已從1971 年10,000nm制程進步至2022年3nm 制程，逐漸逼近目前已知的物理極限，但隨著人工智能、AIGC等相關應用高速發展，設備端對于核心芯片的效能需求將越來越高；在制程技術提升可能遭遇瓶頸，但是運算資源需求持續走高的情況下，透過先進封裝技術提升芯片之晶體管數量就顯得格外重要。
什么是CoWoS？
CoWoS 是一種2.5D、3D 的封裝技術，可以分成CoW和WoS來看。CoW（Chip-on-Wafer）是芯片堆疊；WoS（Wafer-on-Substrate）則是將芯片堆疊在基板上。CoWoS 就是把芯片堆疊起來，再封裝于基板上，最終形成2.5D、3D 的型態，可以減少芯片的空間，同時還減少功耗和成本。下圖為CoWoS 封裝示意圖，將邏輯芯片及HBM（高帶寬存儲器）先連接于中介板上，透過中介板內微小金屬線來整合左右不同芯片的電子信號，同時經由砂穿孔（TSV）技術來連結下方基板，最終透過金屬球銜接至外部電路。
而2.5D 與3D 封裝技術則是差別在堆疊方式。2.5D 封裝是指將芯片堆疊于中介層之上或透過硅橋連結芯片，以水平堆疊的方式，主要應用于拼接邏輯運算芯片和HBM；3D 封裝則是垂直堆疊芯片的技術，主要面向高效能邏輯芯片、SoC 制造。
先進封裝，但不在封裝廠完成！
CoWoS的應用發展
高階芯片走向多個小芯片、存儲器，堆疊成為必然發展趨勢，CoWoS 封裝技術應用的領域廣泛，包含高效能運算HPC、AI 人工智能、數據中心、5G、物聯網、車用電子等等，可以說在未來的各大趨勢，CoWoS 封裝技術會扮演著相當重要的地位。
過去的芯片效能都仰賴半導體制程的改進而提升，但隨著元件尺寸越來越接近物理極限，芯片微縮難度越來越高，要保持小體積、高效能的芯片設計，半導體產業不僅持續發展先進制程，同時也朝芯片架構著手改進，讓芯片從原先的單層，轉向多層堆疊。也因如此，先進封裝也成為延續摩爾定律的關鍵推手之一，在半導體產業中引領浪潮。
