最近大火的CoWoP跟CoWoS、CoPoS有什么区别?
电子发烧友网报告(文/梁浩斌)CoWoP(Chip on Wafer on PCB)封装最近突然在业界掀起一波热度,最近主要是大火的由于此前从英伟达泄露的一份PPT显示,英伟达会在GB100芯片上进行CoWoP封装的什区验证,并计划与台积电CoWoS同步双线推进,最近未来在GR150 芯片项目同时推进这两种封装方案。大火的
不过郭明錤近日也发文表示,什区CoWoP导入SLP(Substrate-Level PCB基板级PCB)的最近挑战远超于2017年苹果量产应用SLP的案例,要在2028年量产是大火的很乐观的预期。而台积电的什区另一个封装技术CoPoS,旨在解决CoWoS难以大规模量产的最近问题,也预计在2028年后量产,大火的相比之下CoWoP的什区难度显得其2028年量产的目标不太现实。
CoWoP、最近CoWoS、大火的CoPoS等多个名词估计都看得有点混乱,什区那么这几种封装优势都有哪些特点和优势?为什么各家都在推进新型封装?
首先要了解CoWoS是什么。CoWos即芯片 - 晶圆 - 基板封装,由台积电主导开发。它的核心是通过一个“硅中介层”,将逻辑芯片比如CPU、GPU,和高带宽存储芯片比如HBM封装在同一个模块上,实现多芯片的高密度集成。
过去HBM往往是通过PCB上的布线,与CPU/GPU进行通信,但由于PCB上布线的物理限制,两者之间的传输带宽就遇到了瓶颈。
所以通过封装在同一个模块,将GPU/CPU和HBM堆叠放置在硅中介层上,硅中介层作为核心的互联枢纽,通过 TSV(硅通孔)和精细布线实现芯片间的高速信号传输,带宽远超传统的引线键合,极大地提升了芯片间的通信带宽。
不过CoWoS也存在致命问题,首先是成本高昂。硅中阶层是CoWoS封装的核心,用硅晶圆+光刻等步骤制造,想要集成更多的HBM,就要更大的硅中介层面积。众所周知,晶圆上产出的单个裸片面积越大价格越贵,加上封装过程涉及多次光刻和键合等工序,进一步降低良率,拉高成本。
因此无论是在成本和产能上,CoWoS长期面临的问题是成本高且难以大规模量产。
CoPoS(芯片-面板-基板封装)同样来自台积电,实际上,这是台积电为了解决CoWoS量产瓶颈而推出的一种封装技术。大摩在近期的研报中宣称,台积电已经启动建设310 mm² Panel-Level chiplet先进封装试产线(即CoPoS先进封装体系)。
相比CoWoS,CoPoS主要差异是将硅中介层换成有机中阶层,基板采用玻璃基板。虽然互联密度不如CoWoS的硅中介层,但面板面积大,可利用率高,可以有效解决产能问题,成本也更低,适合大规模量产。

而英伟达CoWoP可以理解为,相比CoWoS直接去除了基板,将中介层装配到PCB上,大幅简化结构,同时信号路径最短,热设计灵活性更佳,理论上成本最低。但显而易见的问题在于,这项技术对于PCB厂商的生产精度要求非常高,对于目前的PCB产业而言,需要一次产业链上下游的整体革新来实现这项技术的量产,这对供应链是一个较大的考验。
同时,PCB的线宽也受到限制,在实际互连带宽上的效果仍存疑。总体来看,CoWoP仍处于技术探索的阶段,但PCB与芯片的集成,其实近年确实也开始有越来越多的探索,比如埋容技术,将电容嵌入到PCB内部,节省PCB空间、降低PCB厚度,提高信号完整性。
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