文｜半導體產業縱橫

先進封裝緣何成為半導體核心競逐領域。

隨着人工智能革命加速推進至2025年末，業界關注的焦點已從芯片的晶體管數量轉向支撐這些晶體管的複雜架構。儘管大規模語言模型（LLM）對計算能力的需求空前高漲，但主要的瓶頸不再僅僅是處理器的速度，而是「內存牆」——即數據在內存和邏輯之間傳輸速度的物理極限。先進封裝技術已成為解決這一危機的關鍵方案，它從製造過程中的次要步驟轉變為半導體創新的核心前沿。

此次轉型的核心是Kulicke and Soffa Industries。該公司已成功轉型，從傳統引線鍵合領域的領導者躍升為人工智能先進封裝領域的關鍵參與者。KLIC通過實現高帶寬內存（HBM）和芯片組架構所需的複雜堆疊和互連，證明人工智能性能的未來不僅取決於芯片設計者，更取決於封裝技術大師。

利用無磁通TCB技術突破內存壁壘

2025 年人工智能硬件的技術挑戰在於從二維佈局向 2.5D 和 3D 異構架構的過渡。傳統的引線鍵合技術使用細金線或銅線將芯片連接到封裝上，但這種技術越來越無法滿足英偉達 Blackwell 系列等人工智能 GPU 的超高速需求。這些現代加速器需要數千個被稱為微凸點的微小連接，且精度需達到 10 微米以下。正是在此背景下，KLIC 的先進解決方案部門，特別是其 APTURA™系列產品，顯得至關重要。

KLIC 的突破性技術是無助焊劑熱壓鍵合 (FTC)。與使用化學助焊劑去除氧化物的傳統方法（該方法會在 HBM4 所需的小間距下留下難以清除的殘留物）不同，KLIC 的 FTC 技術採用原位甲酸蒸汽。這種「乾式」工藝可確保更清潔、更可靠的鍵合，從而實現小至 8 微米的互連間距。這種精度對於 12 層和 16 層 HBM 堆疊至關重要，這些堆疊可提供下一代 AI 訓練所需的 4TB/s 以上的帶寬。

此外，KLIC 還推出了 CuFirst™混合鍵合技術。傳統的鍵合方式需要加熱和加壓來熔化焊球，而混合鍵合技術則允許在室溫下實現銅對銅互連，之後再進行介質密封。這種「無焊球」方法顯著縮短了數據傳輸距離，與上一代產品相比，延遲和功耗最多可降低 40%。通過提供這些工具，KLIC 正在幫助業界突破傳統硅芯片尺寸縮放的物理極限，這一趨勢通常被稱為「超越摩爾定律」。

駕馭CoWoS 供應鏈

先進封裝技術的戰略重要性在世界領先的晶圓代工廠台積電的供應鏈中體現得淋漓盡致。到2025年底，台積電的晶圓基板封裝（CoWoS）產能已成為科技界最寶貴的資源。為了滿足英偉達和AMD的需求，台積電將其CoWoS產能翻番至每月約8萬片晶圓，而符合這些生產線要求的設備供應商的市場地位也因此得到鞏固。

KLIC已成功躋身這一精英行列，其無助焊劑TCB系統已通過台積電CoWoS-L工藝認證。這使得KLIC與ASMPT和BE Semiconductor Industries等現有廠商展開直接競爭。儘管ASMPT在更廣泛的市場中仍保持着高產量領先地位，但KLIC專注於無助焊劑技術，使其成為滿足AI服務器模塊高良率、高可靠性要求的首選合作伙伴。對於NVIDIA等公司而言，擁有像KLIC這樣多家合格的設備供應商，能夠確保更具韌性的供應鏈，並有助於緩解2023年和2024年困擾整個行業的長期短缺問題。

這一轉變也使AMD受益，該公司在採用3D芯片架構方面一直更為積極。AMD今年早些時候推出的MI350系列採用3D混合鍵合技術，將計算芯片直接堆疊到I/O芯片上。這種架構選擇使AMD在能效方面擁有競爭優勢，而能效對於數據中心運營商而言，其重要性已與原始速度不相上下。隨着這些科技巨頭爭奪人工智能領域的霸主地位，他們對先進封裝設備供應商的依賴實際上已使KLIC等公司成為了人工智能時代的「軍火商」。

超越摩爾定律

先進封裝技術的興起標誌着半導體行業格局的根本性轉變。幾十年來，半導體行業一直遵循摩爾定律，通過縮小單個晶體管的尺寸，每兩年晶體管密度翻一番。然而，隨着晶體管尺寸接近原子尺度，進一步縮小尺寸的成本和複雜性也急劇上升。先進封裝技術提供了一種擺脫這種經濟困境的方法，它允許工程師將芯片「分解」成更小、更專業的芯片單元，這些芯片單元可以在不同的工藝節點上製造，然後再拼接在一起。

這一趨勢具有深遠的地緣政治意義。在美國《芯片法案》以及歐洲和日本類似舉措的推動下，將封裝能力遷回西方國家已成為新的關注焦點。歷史上，封裝被視為利潤低、勞動密集型的「後端」工序，通常外包給東南亞。而展望2026年，封裝被視為高科技、高利潤的「中端」工序，對國家安全和科技主權至關重要。KLIC作為一家總部位於美國、業務遍及全球的公司，擁有得天獨厚的優勢，能夠從這一回流趨勢中獲益。

此外，人工智能對環境的影響正受到密切關注。處理器與其內存之間數據傳輸所需的能量往往超過實際計算所需的能量。通過使用KLIC的先進鍵合技術將內存更靠近邏輯電路，業界在「綠色人工智能」領域取得了顯著進展。降低互連的寄生電容不再僅僅是一個技術目標，而是全球最大數據中心運營商可持續發展的必然要求。

通往玻璃基板和CPO之路

展望2026年和2027年，先進封裝技術的發展路線圖將帶來更加根本性的變革。其中最令人期待的發展之一是從有機基板轉向玻璃基板。玻璃具有更優異的平整度和熱穩定性，這對於人工智能芯片尺寸越來越大、溫度越來越高至關重要。像KLIC這樣的公司已經開始研發能夠滿足玻璃獨特處理和粘合要求的設備，因為玻璃比目前使用的材料脆性更大。

另一個重要的發展方向是共封裝光器件（CPO）。由於電信號在長距離傳輸中難以保持完整性，業界正致力於將光纖直接集成到芯片封裝中。這將使數據能夠通過光而非電進行傳輸，從而幾乎消除「內存牆」，並使大量GPU集羣能夠像單個巨型處理器一樣運行。這些光纖的對準精度比當今最先進的TCB（熱控制芯片）還要高一個數量級，這代表着KLIC工程團隊面臨的下一個巨大挑戰。

專家預測，到2027年，也就是「HBM4元年」，混合鍵合技術將從小衆應用領域走向大規模生產。雖然TCB仍然是目前Blackwell和MI350芯片的主要生產工藝，但向混合鍵合的過渡需要新一輪的鉅額資本投入。最終的贏家將是那些能夠在高產量工廠環境中提供高吞吐量、同時保持亞微米級精度的設備的企業。

半導體組裝的新時代

Kulicke & Soffa 從一家引線鍵合專家轉型為先進封裝巨頭，這正是半導體行業整體變革的一個縮影。隨着人工智能模型日益複雜，「封裝」的重要性已與「芯片」不相上下。如今，堆疊、連接和冷卻這些龐大硅系統的能力，已成為決定誰能引領人工智能競賽的關鍵因素。

此次進展的關鍵要點包括：無助焊劑鍵合在提高HBM4良率方面發揮着至關重要的作用，以及獲得台積電CoWoS供應鏈認證的戰略意義。展望2026年，業界將密切關注玻璃基板的首次大規模應用以及混合鍵合技術的持續普及。

對於投資者和行業觀察人士而言，信息很明確：未來十年人工智能的突破不僅僅體現在代碼或芯片上，更體現在將它們連接在一起的微觀銅互連層中。先進的封裝技術不再是流程的最後一步，而是構建人工智能未來的基石。