顯示具有 LSI矽橋 標籤的文章。 顯示所有文章
顯示具有 LSI矽橋 標籤的文章。 顯示所有文章

2026年10月31日 星期六

台積電CoWoS-L 5.5倍光罩架構解析:4,720mm²封裝怎麼縫出來?


重點先講:
微影機一次能印的最大面積叫「光罩極限」,大約 26×33 mm=858 mm²。台積電 CoWoS-L 已經量產 5.5 倍光罩的封裝,等於在一個封裝裡塞進約 4,720 mm² 的矽與記憶體。粉專這篇(FB 原文)把它叫做「沒人做得到」,今天把它背後的工程拆開來看。

發生了什麼

  • 2026 北美技術論壇:台積電表示 5.5 倍光罩 CoWoS 已在生產,支援最多 12 顆 HBM3E/HBM4,良率 >98%。
  • 路線圖:原本最大是 2027 年 9.5 倍光罩(12 顆 HBM5、約 120×150 mm 基板);今年改口加碼,2028 年 14 倍光罩(約 10 顆大型運算晶粒+20 顆 HBM),2029 年超過 14 倍、最多 24 顆 HBM5E。
  • 系統級晶圓 SoW-X:40 倍光罩、最多 64 顆 HBM,量產時程從 2027 延到 2029。
算一下:858 mm² × 5.5 ≈ 4,719 mm²,跟圖上的 4,720 mm² 吻合。注意:這是「光罩當量」換算,台積電官方只講倍數,實際中介層尺寸與形狀以客戶設計為準。

工程重點 1:為什麼不能直接印一顆大晶片

光罩極限是光學硬上限,EUV 掃描機一次曝光就是 26×33 mm。晶片越大,一顆缺陷就廢掉整顆,良率隨面積指數下降。所以 AI 晶片改走 chiplet:把運算切成多顆接近光罩極限的 ASIC,再在封裝裡「拼」回來。問題變成:拼接處的頻寬要夠、延遲要低,這就是 CoWoS 的戰場。

工程重點 2:CoWoS-L 的「縫合」怎麼做

CoWoS-S 用一整片矽中介層,大到 3 倍光罩以上就要做光罩拼接(stitching),成本和破片風險暴增。CoWoS-L 改成 RDL 有機中介層+局部矽橋 LSI:只有晶粒之間、HBM 旁邊這些需要超細線距的地方埋一小塊矽橋,其他大面積走 RDL 重布線。好處是中介層能做大、又不必整片都用昂貴的矽;代價是矽橋對位、翹曲(warpage)控制都更難。

工程重點 3:做大以後,供電與散熱才是魔王

4,700 mm² 等級的封裝,功耗動輒上千瓦。電流要從基板穿過 RDL 送到每顆晶粒,壓降與電遷移都放大;熱則集中在運算晶粒,HBM 又怕熱。這也是為什麼台積電同時推 COUPE 共封裝光學、背面供電,以及業界開始談水冷板直接貼封裝——封裝越大,周邊工程一起升級。

工程重點 4:為什麼說是「封裝版摩爾定律」

從 3.3 倍 → 5.5 倍 → 9.5 倍 → 14 倍 → SoW-X 40 倍,台積電在用封裝面積換算力。Tom's Hardware 換算 14 倍光罩約 12,020 mm²,已經比 CD 還大一點。製程微縮越來越慢、越來越貴,把更多矽「縫」在一起,變成成長最快的那條曲線。

還缺什麼/待核

  • FB 圖標題寫「5 倍光罩」,實際官方規格是 5.5 倍;「沒人做得到」是貼文的說法,Intel EMIB、三星 I-Cube 也在做大封裝,只是量產規模目前台積電領先。
  • 4,720 mm² 是倍數換算的示意數字,非台積電公布的中介層實際面積。
  • 9.5 倍光罩是否仍照 2027 時程量產,今年新路線圖的重心已轉到 14 倍,需再看後續法說。

延伸影片

記憶體為什麼一直漲?HBM vs DDR 產能大戰
記憶體為什麼一直漲?HBM vs DDR 產能大戰

銅線撐不住了!硬核拆解矽光子與 CPO 終極封裝
銅線撐不住了!硬核拆解矽光子與 CPO 終極封裝

你覺得封裝做到 14 倍、40 倍光罩以後,下一個瓶頸會是供電、散熱,還是 HBM 產能?

這題在粉專討論很熱,歡迎來留言:PLC 粉專