日本半导体行业观察显示,随着微缩工艺逼近物理极限,竞争焦点已转向2.5D/3D封装及Chiplet技术,全球巨头正重构从IP到封装的全产业链生态。长期以来,半导体行业的竞争轴心一直集中在制程微细化上,但如今这一趋势正在发生根本性转变。当线宽缩小逐渐触及物理天花板时,通过2.5D和3D堆叠技术以及Chiplet(芯粒)技术来提升性能,已成为行业公认的关键路径。这种变革不仅局限于晶圆代工环节,更延伸至设计IP、库以及EDA工具等整个价值链的重组,且这一趋势正从逻辑半导体迅速蔓延至功率半导体领域。
行业共识表明,试图仅凭单一制程工艺同时满足高性能、低功耗和高带宽的需求已变得愈发困难。因此,将逻辑芯片、存储器与先进封装技术进行组合优化的设计方法变得不可或缺。横向连接的2.5D封装与垂直堆叠的3D封装,已确立为应对上述需求的核心设计手段。特别是在面向人工智能(AI)和高性能计算(HPC)服务器的领域,Chiplet技术的扩张正是这一行业趋势的直接体现。
随着竞争重心从单纯的微细化转向系统效率,封装技术本身已成为差异化竞争的关键。以3D混合铜键合为代表的异质芯片高精度互连技术,正成为决定企业竞争力的核心要素。日本作为全球半导体设备与材料的重要供应国,其本土企业对封装工艺精度的**追求,正深刻影响着全球供应链的技术标准走向。
全球存储巨头SK海力士与三星电子也顺应了这一趋势。SK海力士在加强与台积电合作的同时,将先进的MR-MUF(模塑底部填充)封装技术及量产良率确立为核心竞争力。三星电子则致力于完善3D混合铜键合技术,并正在开发量产基于逻辑基板和存储器核心的3D堆叠HBM产品群,双方在此领域展开了深度协作。
以Chiplet为核心的产业重组已波及功率半导体领域。英特尔代工(Intel Foundry)的技术研究团队在2025年IEEE国际电子器件会议上,首次展示了基于300毫米GaN-on-Silicon晶圆的GaN芯片粒技术。该技术将底部硅基板厚度控制在仅19微米,达到世界最薄级别,相当于头发丝粗细的五分之一,同时确保了300毫米晶圆量产级别的均匀性。
该技术备受瞩目的另一亮点,在于将硅基数字控制电路与GaN芯片粒在单一工艺中实现集成。传统方案通常将功率晶体管与数字控制逻辑分置于不同芯片,导致信号传输能量损耗大且占用面积广。英特尔团队通过将GaN N沟道高电子迁移率晶体管与硅P沟道MOS晶体管集成在同一晶圆上,成功解决了上述痛点。
封装技术的升级直接推动了价值链的重组讨论。随着制程微细化深入,设计人才短缺与成本负担日益加重,仅靠晶圆代工厂提供的IP已难以覆盖所有需求。PCI、USB、HDMI等高速接口IP实际上被少数专业供应商垄断,新进入者难以突破。因此,构建涵盖晶圆代工工艺选择、IP、库及EDA工具的一体化生态系统,成为企业确保竞争力的必由之路。
三星电子在近期财报说明会上表示,已建立整合半导体设计、代工、存储及先进封装的一站式解决方案体系,正与客户需求同步推进产品化与商业化,并预期中长期内能产出Turnkey(交钥匙)模式的成果。与此同时,后道工序的战略重要性显著提升。SK海力士正加速在美国印第安纳州建设先进封装工厂,强化从前段到后段的全球一体化生产能力,将封装、测试与质量管理视为左右良率与成本的核心战略资产。
进入2纳米及以下节点,无论逻辑还是功率半导体,如何有机整合晶圆代工、先进封装、互连技术与IP,将直接决定企业的市场地位。****指出,围绕AI基础设施的竞争绝非仅由特定工艺节点决定,而是一场在更广阔领域展开的全方位较量。
