科技:化圆为方—CoPoS突破先进封装横向发展极限.pdf

我们看好CoPoS与玻璃基板将成为下一代先进封装方案,据外媒 The Elec报道,近期苹果内部开始测试三星提供的玻璃基板用于Al封装,台积电在26Q1法说会正式明确CoPoS进展,据Trendforce信息,台积电计划在台南嘉义建立首条CoPoS试点产线,并于2月份正式向团队交付设备,计划6月份完成整条产线建设。台积电已于2025年顺利完成CPO技术前期验证和技术储备,最快于2026年迎来量产,建议关注 TGV等相关工艺环节设备公司发展机遇。
大尺寸封装和高速率光引擎推动玻璃基板加速落地
台积电4月22日于圣何塞论坛披露先进封装路线图:为满足英伟达、谷歌、AMD等大芯片需求,计划将其封装面积从24年的3.3x Reticle、2026年的5.5x Reticle和27年的9.5x Reticle 分别提升至2028-2029年的14x倍Reticle,同时为突破CoWoS面积受限、成本高、翘曲大瓶颈,拟用方形玻璃基板替代圆形硅中介层,即CoPoS封装。随着数据中心迈向十万卡互联,CPO方案通过混合键合整合 EIC/PIC模块,解决传统光模块高功耗、低带宽等痛点,借共封装将电信号缩至毫米级,而玻璃基板凭借高频信号低损耗、高 TGV通孔密度、光电兼容、热稳定性高等优势成为替代有机基板的主流优选方案,我们看好玻璃基板成为1.6T及以上主流CPO核心载体。
TGV和RDL是CoPoS工艺关键,帮玻璃基板“打通神经”
CoPoS需要全新设备、新型物料处理方式与全新良率积累过程。CoPoS工艺本质上是CoWoS技术的”面板化”延伸演进,TGV(玻璃通孔)通过改性、刻蚀、清洗、双面电镀、退火、CMP、PVD镀膜、光刻、重布线RDL、检量测等工艺实现在玻璃基板上制作垂直导电通孔,从而实现不同层面间的电气相连。此外重布线层(RDL)从单层进化到多层,金属层数翻倍,铜凸点间距缩小至5μm,拉动直写光刻、刻蚀、薄膜、电镀等设备用量,同时工艺流程增加对AOI检测等测试设备需。
预期差:CoPoS等玻璃基板需求空间与落地节奏或好于市场预期
市场主要关注CoPoS封装即玻璃基板在中介层替代上的落地进展,但我们认为玻璃基板凭借低信号损耗、高密度互联以及减缓翘曲问题的优势在 IC载板以及CPO载板材料应用上均具备较大落地空间,TGV与RDL制造设备等相关产业链环节需求空间或高于市场预期,且市场主要考虑到CoWoS的中介层面积焦虑部分被进一步提高的CoWoS retidle size 上限所缓解,故认为玻璃基板将伴随CoPoS的量产在2028年及以后落地,但我们认为在IC载板替代和CPO载板等新兴应用上的进展或将加速玻璃基板应用落地快于市场预期。
CoPoS技术可能重塑价值链分布,关注核心设备和材料新机遇
CoPoS技术可能重塑价值链分布,传统OSAT厂商需要向上游材料领域延伸,而面板制造商则可能向下游封装业务拓展。CoPoS工艺从底层材料(玻璃基替代硅中阶层)到加工设备(超快激光打孔、电镀、检量测等)实现对TSV 技术的全面替代,带来相关材料及相关设备的增量需求。产业链相关公司包括:1)玻璃基板与上游材料:沃格光电、彩虹股份、美迪凯、戈碧迦、凯盛科技;2)设备:帝尔激光、大族激光、芯碁微装、华海清科、ASMPT等;3)封装测试:汇成股份、颀中科技、晶方科技。
风险提示:新技术研发进展不及预期,半导体周期下行风险,AI等新需求增长不及预期风险,本研报涉及的未上市或未覆盖个股内容,均系对其客观信息的整理,并不代表团队对该公司、该股票的推荐。

CoPoS:先进封装新产业趋势
突破尺寸极限,CoPoS将成为继CoWoS后的下一代先进封装
CoPoS作为CoWoS的下一代封装,长期替代趋势明确,预计2028年量产。CoPoS相较于CoWoS主要区别即在于中介层,CoWoS采用纯硅或LSI局部硅+RDL有机中介层,并在硅材料上通过TSV通孔实现互联,CoPoS即将中介层替换为玻璃材料,并通过TGV通孔实现互联,而中介层外的μBump以及IC载板无变化,通过中介层材料的替换来延展中介层面积,并提高互联密度。落地节奏上,台积电将CoWoS中介层上限由9.5x提升至14xreticle size之后,CoWoS的性能提升空间进一步拓宽,CoPoS替代的必要性或将推迟,据trendforce,台积电26年6月将有望建成CoPoS中试线,而大规模量产或将到2028年之后。CoPoS的玻璃中介层优势在于1)面积尺寸更大;2)信号传输损耗低;3)CTE系数与硅匹配且可灵活调整;4)TGV 通孔密度更高,互联性能空间更大。玻璃中介层/载板一大优势在于面积可以做到比硅片更大,随后续算力芯片性能要求提升,集成的 logic die与HBMdie数量逐步增多,将需要更大面积的中介层,同时电绝缘性和极低的介电损耗,使得在高频信号传输过程中的信号损耗更低,能有效确保高性能计算中的数据传输完整性,性能表现上,TGV深宽比可做到50:1,高于TSV的10:1,预期能实现的TGV通孔密度也将更高,同时玻璃材料CTE系数约为3ppm℃,硅材料CTE系数约为2.6 ppm/℃,两种材料基本匹配,且硅材料可通过调配原料比例调整CTE系数,从而减弱受热翘曲问题。CoPoS所用的玻璃基板具备应用延展性,主因其尺寸与TGV密度带来的性能优势与低信号损耗优势使得玻璃基板在中介层替代、IC载板替代、射频FOPLP与CPO上具备落地空间。CoWoS的硅中介层制造需要用到光掩模来做光刻工艺,故面积大小受限于光罩拼接技术上限,而玻璃作为中介层采用不受圆形晶圆和光罩尺寸的束缚,若后续中介层堆叠芯片越来越多则CoPoS或将成为必选项;而射频与CPO处理高频信号,对信号完整性以及误码率要求较高,故玻璃基的低信号损耗优势也同样契合射频FOPLP封装与CPO封装的应用场景。
CPO为玻璃基板另一潜在落地场景。CPO技术所解决的即为高频信号下的信号完整性与损耗率的问题,同时实现更高的带宽、更低的延迟和更高的能源效率,而玻璃基板电气性能优异,TGV通孔的信号损耗较低,同时玻璃在从可见光到红外的宽光谱范围内具有高透射率,并可通过离子交换(IOX)等工艺在基板内部直接制备低损耗的光波导(传输损耗可低至0.05-0.1 dB/cm)。这使得光信号的路由与电信号互连可在同一玻璃基板内完成,显著简化光路耦合、降低光损耗,并实现了三维光互连架构,故未来CPO领域同样为玻璃基板的潜在应用场景。

本文来自知之小站

 

报告已上传百度网盘群,限时15元即可入群及获得1年期更新

(如无法加入或其他事宜可联系zzxz_88@163.com)