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TSMC扩展3DFabric先进芯片堆栈,实现规模化芯粒集成。

3DFabric生产验证内存受限设计的2.5D芯粒方案—当单片晶圆达到上限时启用下一代GPU扩展。
行业媒体Slicast · 2026年7月11日 UTC 14:34 · 美国 · 来源: ad-hoc-news.de
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TSMC的3DFabric是该公司用于先进封装和3D堆叠技术的统一品牌,融合了前端和后端工艺专业知识,形成系统级集成统一平台。该产品组合涵盖多个技术系列,包括CoWoS、InFO、SoIC和系统级芯片封装解决方案,各自旨在将逻辑晶片、高带宽存储器(HBM)堆栈和其他芯粒以并行或垂直方式连接,为AI加速器、数据中心CPU和网络芯片创建高密度封装。

CoWoS是晶片-晶圆-基板的缩写,将逻辑晶片和HBM安装在硅中介层上,然后将整个组件放在有机基板上。TSMC提供多种变体,包括采用硅中介层的CoWoS-S和采用有机重分布层的CoWoS-R。集成扇出封装(InFO)消除了传统基板,转而使用重分布层将信号从芯片路由到焊球,从而降低了封装厚度并改进了电气性能。该技术已被应用于移动片上系统封装和某些高性能设备。

在3D方面,SoIC(集成芯片系统)允许TSMC使用直接铜对铜键合在没有焊接微凸块的情况下垂直堆叠晶片,缩短互联长度并降低晶片间通信功耗。SoIC提供面对面和面对背的配置,使设计者能够配对逻辑与逻辑或逻辑与SRAM及其他功能。在所有三项技术中,3DFabric平台为芯片设计者提供了一系列堆叠选项,而不是单一方案。

行业分析和设备拆解证实,主要GPU和AI加速器供应商依赖CoWoS封装来配对计算晶片与HBM堆栈以处理训练和推理工作负载。网络交换ASIC和高性能CPU也采用基于CoWoS的模块。InFO封装已出现在智能手机应用处理器中,其中薄型外形和细距离导线至关重要。随着客户转向基于芯粒的架构,3DFabric的多种选项使设计者能够在消费者和数据中心市场之间灵活切换。

TSMC首席执行官魏哲家在分析师演讲中定期强调先进封装和3D产能,这与领先工艺节点一样重要,将3DFabric定位为核心工艺技术的战略补充,而非边缘后端业务。随着客户转向芯粒架构,封装成为性能和上市时间的关键杠杆,反过来又强化了长期订单可见性。公司已宣布对CoWoS产能的扩建计划以应对AI驱动的需求。

先进封装确实比传统的引线键合或倒装芯片解决方案成本更高且设计规则更复杂。工程师必须跨越三个维度而非单个晶片来管理电源供应、热管理和信号完整性。前导时间延长是因为先进封装产能的制约比基本组装线更严格,特别是对于涉及中介层和基板额外工艺步骤的CoWoS。客户通常需提前数个月预留产能,以配合芯片流片和系统发布日程。

其他代工厂和外包半导体组装测试(OSAT)公司提供各自的2.5D和3D封装产品组合,其中一些通过扇出面板级封装或混合键合实现差异化。TSMC的优势在于其领先工艺节点与内部封装产线的紧密集成,能够在前端和后端运营中共同优化设计规则和制造流程。

3DFabric融入TSMC更广泛的路线图,其中包括N3和N2工艺节点、特色工艺和汽车级产线。公司将先进封装定位为未来十年芯粒和异构集成的关键推动力。计划推出新一代SoIC和CoWoS,采用更精细的间距和更大尺寸的光刻可曝光面积中介层,以支持更大型AI加速器和每个封装多个存储器堆栈,使客户即便在摩尔定律晶体管收益递减时仍能扩展系统规模。

对于投资者而言,3DFabric之所以重要,是因为它将先进工艺晶圆与更高价值的后端服务相结合,提高了每晶圆收入并创造了额外产能制约,在需求激增期间可支撑定价能力。特别是与AI相关的订单有助于同时填满前端和后端产线。

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TSMC扩展3DFabric先进芯片堆栈,实现规模化芯粒集成。 · Slicast