隨著線寬縮小接近物理極限，2.5D和3D堆疊以及芯片組已成為性能競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵決定因素。

半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)競(jìng)賽的焦點(diǎn)正從先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向封裝。隨著線寬縮小接近物理極限，2.5D和3D堆疊以及芯片組已成為性能競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵決定因素。這一趨勢(shì)正在重塑整個(gè)價(jià)值鏈，其影響范圍已超越代工階段，延伸至設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）、庫(kù)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具。隨著芯片組在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的加速發(fā)展，這種格局重塑的范圍正從邏輯半導(dǎo)體擴(kuò)展到整個(gè)電源供應(yīng)鏈。

業(yè)界表示，僅靠單一工藝難以同時(shí)滿足性能、功耗和帶寬需求。他們需要一種將邏輯、內(nèi)存和先進(jìn)封裝技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)化解決方案，才能同時(shí)滿足高性能、低功耗和高帶寬的要求。2.5D（芯片并排排列）和3D（芯片垂直堆疊）已成為滿足這些需求的成熟設(shè)計(jì)方法。出于同樣的原因，人工智能和高性能計(jì)算服務(wù)器已成為芯片擴(kuò)展的首要應(yīng)用領(lǐng)域。

隨著競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)從規(guī)模化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)效率，封裝技術(shù)本身也成為了戰(zhàn)場(chǎng)。能夠精確連接異構(gòu)芯片的互連技術(shù)，例如3D混合銅鍵合，已成為決定競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。

兩大存儲(chǔ)器制造商也紛紛效仿這一趨勢(shì)。SK海力士加強(qiáng)了與臺(tái)積電的合作，同時(shí)將其專有的先進(jìn)MR-MUF封裝技術(shù)和量產(chǎn)良率作為其核心競(jìng)爭(zhēng)力。三星電子也表示，正在研發(fā)3D混合銅鍵合技術(shù)，并與合作伙伴共同開發(fā)和量產(chǎn)高帶寬存儲(chǔ)器（HBM）產(chǎn)品線，該產(chǎn)品線采用3D堆疊技術(shù)，將邏輯芯片和存儲(chǔ)器核心芯片組合在一起。

芯片級(jí)芯片的革新正從邏輯和內(nèi)存領(lǐng)域擴(kuò)展到高性能半導(dǎo)體領(lǐng)域。英特爾晶圓代工技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)近期在2025年IEEE國(guó)際電子器件會(huì)議（IEDM）上首次展示了基于300毫米氮化鎵（GaN）硅基晶圓的GaN芯片級(jí)芯片技術(shù)。該技術(shù)重點(diǎn)展示了目前世界上最薄的GaN芯片級(jí)芯片，其底層硅襯底厚度僅為19微米，約為人類頭發(fā)絲厚度的五分之一。此外，該技術(shù)還強(qiáng)調(diào)已在300毫米晶圓上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)級(jí)的均勻性。

關(guān)鍵在于，它在單個(gè)工藝流程中將硅數(shù)字控制電路集成到了氮化鎵芯片之上。此前，功率晶體管和數(shù)字控制邏輯被分離到不同的芯片中，導(dǎo)致信號(hào)交換過(guò)程中能量損耗，并增加了芯片面積。英特爾的代工團(tuán)隊(duì)表示，他們通過(guò)在同一晶圓上并排實(shí)現(xiàn)氮化鎵N溝道高電子遷移率晶體管（N-MOSHEMT）和硅P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體（Si PMOS）晶體管，解決了這個(gè)問(wèn)題。

可堆疊和粘合的芯片正成為決定性因素，代工廠、封裝和IP生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)整體在發(fā)展。這一趨勢(shì)與重塑價(jià)值鏈的討論直接相關(guān)。隨著工藝的日益先進(jìn)，設(shè)計(jì)人力和成本激增，僅靠代工廠提供的IP無(wú)法填補(bǔ)市場(chǎng)空白。高速接口IP，例如PCI、USB和HDMI，實(shí)際上已被少數(shù)幾家專業(yè)供應(yīng)商壟斷，新進(jìn)入者難以立足。

最終，整個(gè)行業(yè)別無(wú)選擇，只能協(xié)同發(fā)展，從代工工藝選擇到構(gòu)建IP、庫(kù)和EDA生態(tài)系統(tǒng)，都必須如此。三星電子在1月份的電話會(huì)議上表示，公司擁有一站式解決方案體系，可提供從半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和代工工藝到存儲(chǔ)器和先進(jìn)封裝的集成服務(wù)，并正在與有需求的客戶就產(chǎn)品和商業(yè)化進(jìn)行同步洽談。三星表示，預(yù)計(jì)這種交鑰匙商業(yè)模式將在中長(zhǎng)期內(nèi)帶來(lái)切實(shí)成果。

后端流程的戰(zhàn)略重要性也日益凸顯。SK海力士表示，隨著其在美國(guó)印第安納州籌建一座先進(jìn)封裝工廠，公司將加強(qiáng)前端和后端流程的全球一體化制造能力。該公司還認(rèn)為，封裝、測(cè)試和質(zhì)量控制是決定良率和成本的關(guān)鍵因素。過(guò)去通過(guò)外包完成的后端流程，如今已有效地提升為戰(zhàn)略資產(chǎn)。

在2納米制程節(jié)點(diǎn)之后，競(jìng)爭(zhēng)力預(yù)計(jì)將取決于企業(yè)如何有機(jī)地整合邏輯半導(dǎo)體和功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的代工、封裝、互連和IP生態(tài)系統(tǒng)。一位業(yè)內(nèi)人士表示：“圍繞人工智能基礎(chǔ)設(shè)施需求的競(jìng)爭(zhēng)將比特定制程節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)范圍更廣。”

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