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从华天盘古“祝融BiPoS、神农CoHiS”出圈,看先进封装从玻璃载板向玻璃芯板的演进逻辑

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【本文涉及的相关企业】华天科技 /盘古半导体、盛合晶微、长鑫科技、武汉新芯、中芯国际、兴森科技、深南电路 / 天芯互联、华正新材、台积电、力成、日月光、星辰技术、长电科技、通富微电、华润微 / 矽磐微、奕成科技、佛智芯、三叠纪(广东)、云天半导体、沃格光电 /通格微、京东方、蓝思科技、三星电机、英特尔、群创光电、Absolics、康宁、肖特、AGC、彩虹股份、凯盛科技、戈碧迦、东旭光电、北方华创、盛美上海、影速集成、芯碁微装、源卓微纳、大族半导体、帝尔激光、德龙激光、芯和半导体、华大九天等

一、缺米之困:AI封装三大紧缺结构件与本土封测承压现实

在当前国内AI大算力芯片的产业化落地中,制约算力卡实际交付放量的核心瓶颈,正日益集中于先进封装环节的三大紧缺核心结构件——HBM(高带宽显存)、硅转接板(Si Interposer,即硅中介层)与高端ABF基板(FC-BGA载板)。一颗标准的高性能AI加速卡,必须将计算裸芯(SoC/GPU)与多颗HBM通过硅转接板完成微米级高密度互连,再整体贴装至16至26层以上的大尺寸ABF基板上;三大结构件之中任何一个环节缺货或配额受限,整颗AI芯片都无法完成封装交付。

2026年三季度,国内2.5D硅中介层封测龙头盛合晶微(SJ Semi)在高速扩产期遭遇阶段性业绩与稼动率承压,深刻揭示了当前本土封测产业面临的现实痛点:决定国内AI芯片封装产线实际产出的木桶短板,在于HBM、硅转接板、高端ABF基板三大结构件的本土齐套率;如果上游三大紧缺结构件受制于海外产能锁死、禁运限制或本土良率爬坡周期,下游封测厂哪怕建成了再先进的2.5D/3D封测产线,也会面临“缺米下锅、出货难抵巨额设备折旧”的严峻困局!

表1:AI算力封装三大核心结构件(HBM、硅转接板、高端ABF基板)架构、技术难度与国内外量产现状对比

二、示范破局:华天盘古出圈实质与祝融BiPoS、神农CoHiS原理

正是在上述“三大紧缺结构件掣肘”的行业大背景下,11月4日至6日于南京召开的第二十四届中国半导体封装测试技术与市场年会(CSPT 2026)上,华天科技携旗下江苏盘古半导体首次公开展出的 510×515 mm 全自动板级扇出封装(PLP-BGA)实物才会引发全行业的高度关注与强烈示范效应。

1. 华天盘古的产业链意义:直击“硅中介层”与“高阶ABF基板”两大紧缺痛点

• 以“局部硅桥(Silicon Bridge)+ RDL重布线层”替代整片大尺寸硅转接板:不再消耗整片加工有数万根TSV的12英寸纯硅晶圆,仅在芯粒互连边缘嵌入微小硅桥(初阶小批量甚至直接以板级多层高密RDL替代部分传统硅中介层),直接省去90%以上的硅转接板晶圆消耗;

• 面积利用率超95%,单板裸片容纳量达晶圆2.64倍,单颗成本直降66%,并降维分担底层ABF布线:相比300mm圆形晶圆(总面积约 706.9 cm²,有效利用率仅60%—65%),盘古采用的 510×515 mm 方形载板总面积达 2,626.5 cm²(晶圆的3.715倍),面积使用率突破95%以上,单板容纳裸片量达12英寸晶圆的2.64倍(多出1.64倍),单颗封装成本最高直降66%。同时,上方板级高密RDL可直接分担底层ABF基板的细密布线,显著降低对20层+超高端ABF基板的依赖;

• 以TGV玻璃通孔芯板直接互联芯片:取代硅中介层与有机ABF芯板,从底层材料体系跳出海外供应链掣肘。

2. 解析盘古封装技术原理:从初阶PLP-BGA到“祝融BiPoS”再到“神农CoHiS”

(1)初始小批量阶段:南京年会展出的 510×515 mm PLP-BGA(玻璃临时载板 + RDL 大板 2.XD 结构)

在南京封测年会B01展台展出的 510×515 mm PLP-BGA 大板产品(图1左),是盘古在初始阶段采用 510×515 mm 玻璃临时载板、通过纯RDL方式做出的大板 2.XD 芯片结构。这一阶段(2026年小批量)以板级多层高密RDL替代部分传统硅中介层,实现单板产能相当于12英寸晶圆的2.64倍、单颗封装成本最高直降66%。

(2)进阶板级硅桥阶段:“祝融 BiPoS(Bridge in Panel on Substrate)”玻璃临时载板制造路线

盘古在PPT中公布的 BiPoS(祝融:Bridge in Panel on Substrate,玻璃载板制造路线)结构图里(见图2左图紫色方框框起部位),展示的正是从 510×515 mm 大板产品切割下来后的上层核心结构——值得注意的是,紫色框起来的这个部位里面已经集成了局部硅桥(Bridge)!

为什么目前展台展出的首批 510×515 mm PLP-BGA 大板实物里可能尚未集成硅桥,而一旦集成硅桥就必须走“祝融(BiPoS)玻璃载板制造路线”?正是因为硅桥方案对面板平整度、热膨胀系数(CTE)匹配和翘曲控制的要求苛刻到了极致,传统的有机载板或普通不锈钢载板在塑封固化时根本控不住微米级的 Die Shift(贴片偏移),才必须依赖高刚性、CTE可调的玻璃临时载板(祝融 BiPoS)乃至未来的玻璃芯板(神农 CoHiS)来充当“定海神针”!对照台积电 CoWoS-L 的真实六步工艺流程(①准备300mm圆形玻璃或硅载板晶圆 → ②贴装LSI小硅桥与垂直导电铜柱TIV、注塑EMC并经CMP抛光成12英寸圆形“重构晶圆 Reconstituted Wafer” → ③在圆形重构晶圆上做多层微米级超细RDL重布线 → ④倒装贴装GPU/SoC裸芯和多颗HBM并填充底填胶 → ⑤划片切割 Dicing:把整片贴满芯片、内部埋着硅桥的12英寸圆形重构晶圆切割成单颗独立CoW大模块 → ⑥底部植上C4焊球,最后一步才贴装到下方ABF载板上),可以确凿证实:华天盘古“祝融(BiPoS)”结构里的硅桥,的的确确是在前端板级工艺(510×515 mm 玻璃临时载板)上提前制造出来的!其四步配合流程为:①借用脚手架(取510×515mm透明玻璃临时载板涂光敏胶)→ ②在脚手架上盖楼(在玻璃上布线RDL、嵌入硅桥Bridge、贴装SoC和HBM并注塑固化)→ ③拆除脚手架(紫外激光穿透玻璃分解光敏胶,完整剥离玻璃临时载板并循环使用)→ ④成型交付(留下的永久大底座切单后植上AB2焊球,贴装到下方封装基板上)。

(3)终局玻璃芯板阶段:“神农 CoHiS(Chip on Hybrid integrated Substrate)”无AB2焊接与“第一代神系”

面向后续演进,当架构进一步升级到集成硅桥的高阶形态时,更具颠覆性的终局方向是直接在TGV玻璃通孔芯板(Glass Core Substrate)上面做RDL布线的过程中,把硅桥直接集成在玻璃芯板的RDL结构中——这正是华天盘古公布的“神农 CoHiS(Chip on Hybrid integrated Substrate)”架构(见图3)!

“神农(CoHiS)”在TGV玻璃通孔芯板表面完成RDL布线并集成硅桥后,直接把单颗SoC和HBM芯片采用微凸点(Micro-bump)倒装互联到这片融合玻璃基板上面——直接取消了上层板级RDL/Bridge结构与下层基板之间的 AB2 焊球层级(无AB2焊接),将芯片直接搭载在带有垂直通孔的混合集成玻璃芯板之上!在图3右图的盘古“第一代神系”版图中:其尺寸高达 5X(66×66 mm)大尺寸TV,Bump pitch 40μm,RDL线宽/线距 8/8μm,采用融合玻璃基板;版图中央绿色代表6颗SoC,两侧蓝色代表12颗HBM,而跨越在SoC与HBM之间以及SoC与SoC接缝处的红色小条,正是预先嵌入到玻璃芯板RDL层里的硅桥(Silicon Bridge)!

三、光罩极限:12寸重构晶圆切割损耗与玻璃临时载板迁徙本质

1. 光罩极限倒逼由圆转方:晶圆损失发生在切割12英寸圆形重构晶圆(CoW)的时候!

• 盛合晶微(SJ Semi)连跨3.3倍与6倍光罩大关:于2026年8月31日正式发布并量产 3.3倍光罩尺寸(约 2,830 mm²)的 SmartPoser®-Si 三维硅中介层平台;紧接着在2026年10月12日,再度发布高达 6倍光罩尺寸(约 5,148 mm²)的 SmartPoser®-BD 2.5D局部硅桥(Bridge Die)互联技术,可支持 80×90 mm 以上的超大型多芯粒封装体。

• 湖北星辰技术主攻4倍光罩2.5D/3D异构集成:一二期总投资超70亿元、刚完成近50亿元A轮融资的湖北星辰技术有限公司,于2026年9月30日在武汉光谷正式建成投产国内首条3D先进封装量产线,核心主打 4倍光罩(4x Reticle,约 3,432 mm²)结合HBM与3D TSV的高性能2.5D/3D异构集成平台。

• 台积电(TSMC)向5.5倍与14倍光罩极限冲刺:台积电2026年量产的 CoWoS-L(5.5倍光罩)封装面积已逼近 4,700 mm²,而面向2029年规划的 14倍光罩超级封装体更是将面积推高至 12,000 mm²,跨度突破100mm。

必须着重指明的是:晶圆损失并不是发生在最下层的方形ABF载板上,而是发生在第5步切割(Dicing)那片12英寸(300mm)圆形重构晶圆(CoW)的时候!盛合晶微的3.3倍硅中介层与6倍光罩硅桥、湖北星辰的4倍光罩以及台积电现阶段的CoWoS-L,目前主要都还在12英寸(300mm)圆形晶圆上制造。

当光罩尺寸放大到6倍光罩(>5,100 mm²)时,整片300mm圆盘仅能切出5至8颗;一旦演进至14倍光罩(12,000 mm²),整片圆盘甚至只能切出1至2颗有效模块,超过一半的圆盘面积沦为边角废料!正因为超大光罩在圆形重构晶圆切单时撞上了物理与经济极限,才倒逼行业必然向方形板级封装跃迁。

2. 三类底座去留真相与“紫外激光穿透解键合”:从晶圆级玻璃向板级玻璃迁徙的本质

• 在经典 CoWoS-S 中——纯硅底座(硅中介层)一直在,永远留在芯片底部:中间那层薄薄的灰色夹层本质就是一片加工好TSV垂直通孔和多层铜布线的12英寸纯硅晶圆,在流水线上被减薄机从 775μm 标准厚度磨削到仅剩 50—100μm,不透光,切单后永远夹在芯片和基板之间。

• 在 CoWoS-L / 盛合晶微 SmartPoser®-BD / 华天祝融 BiPoS 中——有机/塑封+硅桥底座留下,临时载板彻底剥离:中间夹层是由环氧塑封料(EMC)包裹着几颗小硅桥(Bridge)、表面走着多层高密有机铜布线(RDL)的永久复合底座;而制造它们时所依赖的那整片12英寸圆盘(或 510×515 mm 方板),属于“临时载板(Temporary Carrier)”,在把硅桥、RDL和芯片贴装做完后,已经在流水线上被整片剥离脱掉!

• 在未来的玻璃芯板(Glass Core Substrate,如华天神农 CoHiS)中——永久TGV玻璃底座不拆除:经过激光打孔并填满铜柱(TGV)的特殊功能玻璃,直接作为永久底座的核心层焊在主板上,不拆除。

为什么现代大厂在做 CoWoS-L 和板级扇出重构时,更倾向于用“透明高硼硅玻璃”代替“硅晶圆”做临时底座?因为硅晶圆不透光、脱板良率极低,而透明高硼硅玻璃对 308nm / 355nm 紫外激光的透光率高达 90%以上!预先涂覆几百纳米厚的吸光释放层(LTHC),脱板时冷紫外激光从玻璃背面扫过(UV Laser Debonding 紫外激光穿透解键合),玻璃完全不发热,释放层瞬间光化学汽化分解,常温数十秒内零机械应力无损剥离,良率极其接近100%,且玻璃载板酸洗后可重复循环利用几十甚至上百次!

从“晶圆级玻璃”向“板级玻璃”迁徙的本质:台积电、盛合晶微和湖北星辰的多倍光罩先进封装,在制造底层早已把“玻璃临时载板 + 激光剥离”这一套材料和解键合工艺跑得极其成熟。当前行业面临的瓶颈,并不是“玻璃载板技术不可行”,而是“300mm 圆形几何载具撞上了物理墙”:在 300mm 玻璃圆片上制作 6X 光罩(如盛合晶微 SmartPoser®-BD)或 5.5X 光罩(如台积电 CoWoS-L)时,边缘大面积昂贵的超精细 RDL 与硅桥只能因为圆弧边缘被硬生生切掉扔弃,造成单颗良品中介层的分摊成本极高。因此,华天盘古等企业布局 510×515 mm,在化学材料体系和剥离机理上,直接复用了台积电、盛合晶微在 300mm 圆形玻璃载板上积累成熟的临时键合解键合(TBDB)物理逻辑;核心的质变在于把这套成熟的“玻璃临时载板制造方案”,从圆片放大并铺展到 3.7 倍面积的方形面板上,彻底化解超大光罩芯片在边缘利用率上的经济性困局!

四、硅桥引领:四大AI板级封装平台与超大光罩方案全景对决

在从300mm圆形玻璃临时载板向方形大面板跃迁的浪潮中,未来数年的大面积AI芯片封装依然是由“局部硅桥(Silicon Bridge)+ 板级高密RDL”所引领。当前全球最具代表性的四大AI/HPC板级封装平台分别是台积电 CoPoS、力成科技 PiFO、日月光 FOCoS-Bridge 与华天盘古 HGemini®(需注意:“核心板级平台”与“核心互连拓扑”属于两个不同维度):

1. 台积电 CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate):面板级 CoWoS-L/R 的顶层算力统帅

台积电将 CoPoS 的首发商业化尺寸严格锁定在 310×310 mm(总面积 961 cm²,较300mm晶圆有效排布面积提升超85%)。其核心互连拓扑是将 CoWoS-L(有机RDL中介层内嵌LSI局部硅桥,支持Sub-1μm极细线宽)与 CoWoS-R 整体平移至 310×310 mm 方形玻璃临时载板上进行重构,并在边缘预留 COUPE 硅光CPO接口。2026年采钰龙潭厂设备验证,2027年小批量试产,2028下半年至2029年大规模量产;基板路线采取“2027—2028矩形玻璃临时载板 → 2028—2029永久TGV玻璃芯基板”两步走。

2. 力成科技 PiFO(Panel-in-Fan-Out):深耕十年、良率超90%的面板级嵌入式硅桥先锋

力成科技(PTI)早在2016年便立项竹科三厂,建成全球首条 510×515 mm 全自动FOPLP量产线。专为AI/HPC打造的 PiFO(面板级嵌入式硅桥)互连拓扑,在 510×515 mm 重构面板塑封/介质层中埋入局部硅桥(Silicon Bridge),上方制作 2μm/2μm 高密铜RDL层。目前产线良率已突破90%并迈向98%,2026年资本开支翻倍至400亿新台币(约10亿美元投向FOPLP),绑定AMD与博通(合资XCIP)预计2027年Q2爆发放量。

3. 日月光投控 FOCoS-Bridge(VIPack™ 平台):Chip-Last 先测后贴与双尺寸轨并行

日月光投控(ASE)在 VIPack™ 平台下重点打造面板级 FOCoS-Bridge:坚定采用 Chip-Last(RDL-First,先做RDL与硅桥、后贴芯片)互连拓扑——先在方形载板上预制 5层 2μm/2μm 高密扇出RDL层并埋入 sBT局部硅桥,经100%电测合格后再贴装KGD算力裸片,支持 67×67 mm 以上超大封装体;高雄厂采取 310×310 mm(对齐台积电CoPoS规格)与 600×600 mm 双轨扩产。

4. 华天盘古 HGemini® 与本土超大光罩阵营(盛合晶微、湖北星辰)协同突围

华天盘古 HGemini® 平台锁定 510×515 mm 大板规格(总投30亿元、一期15亿元,年产8.64万板),以板级多层高密RDL扇出替代硅中介层与TSV(单板容纳裸片2.64倍、成本直降66%),2026年小批量生产,并沿着祝融 BiPoS(玻璃临时载板硅桥)→ 神农 CoHiS(2028永久TGV玻璃芯板硅桥直连)加速跃迁;国内盛合晶微(3.3倍光罩 SmartPoser®-Si 与 6倍光罩 SmartPoser®-BD 局部硅桥)与湖北星辰技术(武汉光谷首条3D先进封装量产线,主攻4倍光罩2.5D/3D异构平台)亦在超大光罩硅桥与3D集成上全速推进。

表2:四大代表性 AI/HPC 板级封装技术与商业化全景对比表

五、终局展望:永久玻璃芯板RDL硅桥直连与玻璃基全产业链图谱

1. 未来AI芯片封装演进逻辑:永久玻璃芯板上面RDL内嵌硅桥直连SoC与HBM,协同立体3D堆叠

展望2028—2030年,未来的AI大算力芯片封装演进必将走向两大终极方向:其一是在横向上,直接以打满垂直通孔(TGV)的永久玻璃芯板(Glass Core Substrate)作为底座,在玻璃芯板表面制作RDL并内嵌局部硅桥后,无需AB2焊球直接倒装互联多颗SoC与HBM(如神农 CoHiS 6SoC+12HBM 架构);其二是在纵向上,向立体3D堆叠封装(如SoIC逻辑+缓存混合键合堆叠、武汉新芯M-stacking无凸块晶圆堆叠、12/16层HBM垂直堆叠)深度演进。

• 彻底重构封装层级(取消AB2焊球,三合为一):在永久TGV玻璃芯板表面做RDL并嵌入局部硅桥后,直接以微凸点倒装焊接SoC与HBM,一次性省去了传统2.5D封装中的“整片TSV硅转接板”、“20层+有机ABF芯板”以及上层模块与下层基板之间的“AB2焊接层”,垂直互连路径缩短一半以上,彻底消除二次回流焊翘曲风险;

• 物理特性降维打击有机材料:特种玻璃芯板具备纳米级表面平整度(完美适配亚2微米RDL光刻与硅桥高精埋入)、极高的杨氏模量以及可与硅片(2.6 ppm/K)精准匹配的热膨胀系数(CTE≈3 ppm/K),从物理根源上终结了100mm以上超大跨度封装的翘曲难题;

• 供应链安全自主可控:以我国具备丰富产能与加工基础的特种玻璃材料及TGV激光/电镀工艺,直接替代被日本味之素垄断95%以上的ABF胶膜与受限的海外高阶ABF基板,为国产AI芯片打造独立自主的底层材料底座。

2. 国内外板级封装(临时载板 vs. 永久玻璃芯板)与玻璃基全产业链进展列表

表3:国内外板级封装平台(玻璃临时载板路线)与永久玻璃芯板(TGV路线)代表企业分类进展表

表4:全球及中国玻璃基板(玻璃原片、激光改质、TGV加工、封测集成、EDA)全产业链五大环节对比表

3. 总结

回望本届南京封测年会,华天盘古 510×515 mm 板级封装实物的强势出圈,绝非孤立的单一工艺展示,而是中国半导体封测产业直面“HBM、硅转接板、高端ABF基板”三大核心结构件紧缺困局的一次标志性架构突围:在技术承接上,它直接复用了台积电、盛合晶微、湖北星辰在300mm圆形玻璃临时载板上验证成熟的“玻璃临时载板 + 局部硅桥 + 紫外激光解键合(TBDB)”物理体系,并将其放大铺展至3.7倍面积的 510×515 mm 方形大板(祝融 BiPoS)上,一举化解了4倍至6倍超大光罩在12英寸圆形重构晶圆切单(Dicing)时的巨额边缘浪费,省去90%以上的硅转接板晶圆消耗,实现单板容纳裸片量达晶圆2.64倍、单颗封装成本直降66%,并分担底层布线以降低对20层+超高端ABF基板的依赖;在终局演进上,随着“神农(CoHiS)”永久TGV玻璃芯板路线(如第一代神系5倍光罩 6SoC+12HBM 融合玻璃基板)的加速落地,直接在玻璃芯板RDL层内集成局部硅桥并取消AB2焊球直连SoC与立体3D堆叠HBM,叠加国内从彩虹/凯盛玻璃原片、大族/帝尔/德龙激光改质、京东方/蓝思/通格微/三叠纪/云天/佛智芯TGV加工、长电/通富/华天/盘古/奕成/云天封测集成到芯和/硅芯/华大九天/合见工软EDA的全产业链闭环成型,中国AI算力芯片先进封装正加速迈向全链协同与规模化落地的新阶段。

参考文献:

1. 东方财富网:《第二十四届中国半导体封装测试技术与市场年会南京开幕(11-04至11-06)》 (https://finance.eastmoney.com/a/202511043554291573.html)

2. 东方财富网:《华天科技板级封装错位竞争:旗下盘古半导体世界首条全自动板级封装产线在南京浦口投产》 (https://finance.eastmoney.com/a/202511033552811408.html)

3. 中国半导体行业协会封装分会:《2026第二十四届中国半导体封装测试技术与市场年会(CSPT 2026)会展指南》,2026年11月。

4. 华天科技 / 江苏盘古半导体公开技术报告:《HGemini® 板级封装平台、BiPoS(祝融)与 CoHiS(神农及第一代神系 5X 6SoC+12HBM 融合玻璃基板)架构解析》,2026年11月。

5. 肖智轶(华天科技集团副总裁):《中国半导体封测产业现状与展望》,CSPT 2026主旨报告,2026年11月5日。

6. 产业深度报告:《FOPLP、CoPoS与玻璃基板产业深度报告(2026-08-31)》,2026年8月。

7. 产业专题调研:《国内落地:FOPLP项目已走到哪一层——八大本土面板级封装与玻璃基项目全拆解》,2026年。

8. 盛合晶微半导体有限公司官网:《盛合晶微发布3.3倍光罩SmartPoser-Si与6倍光罩SmartPoser-BD超大尺寸2.5D硅桥互联平台》 (https://www.sjsemi.com/)

9. 力成科技股份有限公司(PTI)官网:《Fan-Out Panel Level Packaging (FOPLP) 510×515mm PiFO嵌入式硅桥架构与2026-2027扩产规划》 (https://www.pti.com.tw/)

10. 日月光投控(ASE Technology Holding)官网及公告:《VIPack™ Fan-Out Packaging (FOCoS / FOCoS-Bridge) & Automated 310mm Panel-Level Packaging》 (https://ase.aseglobal.com/fan-out-packaging/)

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