编者注

此前，半导体行业观察曾发布过台积电在33日的演讲，并以《台积电更新封装路线图》为题呈现给读者。现在我们分享一份读者的初步解读，希望能提供一些思考。后续我们会发布更多解读，有兴趣分享的读者欢迎与我们联系，谢谢！

Die-to-die、ODI、TSV，这些单词和缩写词都有一个共同点——都与两片硅片的物理连接有关。一般来说，将多个芯片连接在一起的方式有很多种，台积电就有很多这样的技术。为了统一技术，它将它们命名为2.5D、3D封装等。最近，台积电推出了一种新的封装解决方案。结合台积电提供的十几种封装技术，总的来说，分为两部分：一边是所谓的“前端”芯片堆叠技术，比如Cow（Chip on wafer）；另一边是“后端”封装技术英语作文，比如InFO（Fan-Out）和CoWoS（chip-on-wafer-on-）。

台积电引入了很多专业术语，比如RDL或者LSI等，与英特尔的术语有所不同fabric是什么意思，下面我们来详细解释一下：

前端芯片堆叠技术统称为“SoIC”，即集成芯片系统，该技术的主要特点是不使用后端集成的凸块技术，而是直接将硅片堆叠在一起，就像一整片硅片一样。

该技术相对来说比较复杂，但是在热阻方面有很大优势。

如下图所示，SoIC连接的热阻比微凸块连接低35%。随着封装技术的发展，芯片的集成度越来越高，这种连接的热阻是一个非常大的挑战。但是这些SoIC技术的缺点是堆叠设计必须与其他芯片一起设计，需要在开始时确定芯片设计，而微凸块技术只需要在后期将芯片连接在一起即可。

尽管存在上述缺点，台积电仍在努力推广其 SoIC 技术。一般来说，人们自然会担心这种连接的可靠性和连接密度。不过，台积电表示，他们可以实现 0.9 微米的键合间距。与英特尔相比，他们的间距高出两个数量级。

台积电计划在其 7nm、5nm 和 3nm 工艺节点向客户提供 SoIC 技术，届时 TSV 间距将从 9 微米缩小至 4.5 微米。

台积电的后端先进封装有三种形式。大多数人都熟悉的一种方法是中介层方法fabric是什么意思，即将一大块硅片连同所有互连一起放置在芯片下方。这是一种比单纯通过 PCB 封装更好的布线方法。

另一种方法是，类似地，将中介层嵌入 PCB 中，仅用于将一个特定的芯片连接到另一个特定的芯片（英特尔将这种方法称为嵌入式多芯片互连桥，或 EMIB）。

第三种是直接垂直堆叠，但这与上面提到的 SoIC 实现不同，因为两片硅片之间使用了微凸块，而 SoIC 没有。事实上，台积电一半产品中的所有实现都是基于微凸块——更好地混合和匹配不同芯片之间的场景，但它没有获得 SoIC 提供的密度或功率优势。这就是为什么它被称为“后端”先进封装——例如，支持 HBM 的 GPU。

许多支持 HBM 的 GPU 都有一个 GPU 芯片和多个 HBM 芯片，全部放置在一个适配器板上。GPU 和 HBM 由不同的公司制造（甚至可以使用不同的 HBM），适配器板可以在其他地方制造。这个适配器板可以是无源的（不包含逻辑，只包含芯片到芯片的布线）或有源的，允许在必要时为许多芯片建立连接，尽管这意味着消耗电力。台积电将这种封装形式称为 CoWoS，CoWoS 有三种选择，具体取决于技术类型。

大家对 CoWoS 很熟悉，其中的 S 代表 CoWoS。它通常采用 65 纳米工艺制造。由于是一整块单晶圆，因此必须以相同的方式制造。随着我们进入小芯片时代，需要集成更多的芯片，因此适配器的尺寸越来越大，但受到光罩尺寸的限制。因此台积电开发了大于光罩尺寸的技术。根据其路线图，到 2023 年，这些适配器的尺寸将是光罩的四倍。

台积电还在实施一项名为 CoWoS（标准架构的 S STAR）的技术解决方案。这将允许客户使用针对 2/4/6 HBM 堆栈的特定设计协议，从而最大限度地缩小中介层的尺寸，同时加快上市时间并提高产量。

CoWoS-L 是另一种使用原生硅互连和重分布线层的方法。这里的关键词是“原生”，意思是将两个硅片连接在一起。这将是台积电对英特尔 EMIB 的回应。虽然英特尔的 EMIB 已用于多种产品（Kaby-G、10、FPGA），但台积电目前仅处于验证阶段。

InFO（集成扇出式）封装允许芯片在 SoC 标准平面之外“扇出”额外的连接，以增加 I/O 接口。台积电多年来一直提供 InFO，但在新版本下，它现在将提供与封装内连接相关的不同类型的 InFO。InFO-R（也称为）允许在芯片和微凸块之间添加重新分布层，以便将多个芯片封装在一起。该技术的限制因素也是掩模的尺寸。

InFO-1 与 CoWoS-1 类似，都使用局部硅互连将多个 InFO 芯片连接在一起。该技术仍在开发中。

TMSC 的封装技术也可以组合在同一产品中。通过实施前端（SoIC）和后端（InFO）封装，可以制作出新的产品类别。该公司制作了一个这样的模型：

台积电，光说“3D”就能有很多含义，但CoWoS-S和CoWoS-L的区别却很难用几句话解释清楚。