近期熱門的CoWoP與CoWoS、CoPoS有何差異?
電子發(fā)燒友網(wǎng)報告(文 / 梁浩斌)CoWoP(Chip on Wafer on PCB)封裝近期在業(yè)界突然熱度大增,原因是此前英偉達泄露的一份PPT顯示,英偉達會對GB100芯片進行CoWoP封裝驗證,并計劃與臺積電的CoWoS同步雙線推進,未來在GR150芯片項目中同時采用這兩種封裝方案。
不過,郭明錤近日發(fā)文指出,CoWoP導(dǎo)入SLP(Substrate - Level PCB基板級PCB)面臨的挑戰(zhàn)遠超2017年蘋果量產(chǎn)應(yīng)用SLP的情況,2028年實現(xiàn)量產(chǎn)是較為樂觀的預(yù)期。而臺積電的另一個封裝技術(shù)CoPoS,旨在解決CoWoS難以大規(guī)模量產(chǎn)的問題,預(yù)計也在2028年后量產(chǎn),相比之下,CoWoP要在2028年量產(chǎn)的目標不太現(xiàn)實。
CoWoP、CoWoS、CoPoS這些名詞可能讓人有些混淆,那么這幾種封裝技術(shù)各有什么特點和優(yōu)勢?為何各家都在推進新型封裝呢?
首先來了解CoWoS。CoWoS即芯片 - 晶圓 - 基板封裝,由臺積電主導(dǎo)開發(fā)。其核心是借助一個“硅中介層”,把邏輯芯片(如CPU、GPU)和高帶寬存儲芯片(如HBM)封裝在同一模塊中,實現(xiàn)多芯片的高密度集成。
過去,HBM通常通過PCB上的布線與CPU/GPU通信,但由于PCB布線的物理限制,兩者間的傳輸帶寬遇到了瓶頸。
通過將GPU/CPU和HBM堆疊放置在硅中介層上進行封裝,硅中介層作為核心的互聯(lián)樞紐,利用TSV(硅通孔)和精細布線實現(xiàn)芯片間的高速信號傳輸,帶寬遠超傳統(tǒng)的引線鍵合,極大提升了芯片間的通信帶寬。
然而,CoWoS也存在致命問題,首要的是成本高昂。硅中介層是CoWoS封裝的核心,通過硅晶圓 + 光刻等步驟制造,若要集成更多的HBM,就需要更大面積的硅中介層。大家都知道,晶圓上單個裸片面積越大價格越貴,而且封裝過程涉及多次光刻和鍵合等工序,進一步降低了良率,拉高了成本。
所以,CoWoS長期面臨成本高且難以大規(guī)模量產(chǎn)的問題。
CoPoS(芯片 - 面板 - 基板封裝)同樣來自臺積電,實際上,這是臺積電為解決CoWoS量產(chǎn)瓶頸而推出的封裝技術(shù)。大摩在近期研報中稱,臺積電已啟動建設(shè)310 mm2 Panel - Level chiplet先進封裝試產(chǎn)線(即CoPoS先進封裝體系)。
與CoWoS相比,CoPoS主要是將硅中介層換成有機中介層,基板采用玻璃基板。雖然互聯(lián)密度不如CoWoS的硅中介層,但面板面積大、可利用率高,能有效解決產(chǎn)能問題,成本也更低,適合大規(guī)模量產(chǎn)。

英偉達的CoWoP可以理解為,相較于CoWoS直接去除了基板,將中介層裝配到PCB上,大幅簡化了結(jié)構(gòu),同時信號路徑最短,熱設(shè)計靈活性更好,理論上成本最低。但明顯的問題是,這項技術(shù)對PCB廠商的生產(chǎn)精度要求極高,對于當前的PCB產(chǎn)業(yè)而言,需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游整體革新才能實現(xiàn)量產(chǎn),這對供應(yīng)鏈是個較大考驗。
同時,PCB的線寬也有限制,實際互連帶寬效果仍有待驗證??傮w來看,CoWoP仍處于技術(shù)探索階段,但近年來,PCB與芯片的集成確實有了越來越多的探索,比如埋容技術(shù),將電容嵌入PCB內(nèi)部,節(jié)省空間、降低厚度,提高信號完整性。
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