都是局部硅-台积电CoWoS-L和英特尔EMIB有什么不同

半导体产业研究 2026-04-24 18:34


【内容目录】

1CoWoS-L:RDL 中介层嵌入 LSI

2. EMIB:基板嵌入硅桥接

3. CoWoS-L与EMIB全面技术比对

4. 市场表现对比

5. 结语

都是局部硅-台积电CoWoS-L和英特尔EMIB有什么不同图2

这篇文章发布之后,就有业内人士提出,台积电(台积电)CoWoS 现阶段的主力分 CoWoS-L 不是整硅了。确实,CoWoS-L 采用的也是局部硅形式,而英特尔(英特尔)的 EMIB 也是局部硅接,那么,这两项到底有什不同?

作为异构集成(Heterogeneous Integration)封装技术的领军人物,积电与英特尔分 CoWoS-L  EMIB  2.5D 横向集成,以及 SoIC  Foveros  3D 垂直堆叠,构建各自的封装技术体系。今天,我们就来专门探究一下,在2.5D层面,CoWoS-L  EMIB封装技术各自的结构特性、优劣势,以及市场表现。

CoWoS-L:RDL 中介层嵌入 LSI

2.5D 封装的核心在于解多芯片的高带宽,同时规传统大面硅中介层带来的高成本尺寸限制。尽管 CoWoS-L  EMIB 都利用了局部硅的理念,但者的底制造逻辑结构集成方式,以及由此生的性能界都存在着著的差

积电 CoWoS-LChip on Wafer on Substrate with Local Silicon Interconnect)是其 CoWoS-S 一步演化。不再依覆盖整封装域的厚重硅片,而是通在重布线层Redistribution Layer, RDL)中介层(Interposer中嵌入被称为 LSILocal Silicon Interconnect)的微小硅芯片来实现核心域的高密度互

结构特性

都是局部硅-台积电CoWoS-L和英特尔EMIB有什么不同图3

图:CoWoS-L架构(图片来源:台积电)

都是局部硅-台积电CoWoS-L和英特尔EMIB有什么不同图4

图:CoWoS-S 和CoWoS-L(图片来源:The ASME Digital Collection)

CoWoS-L 中,互连与被有意地拆分不同层级,并材料体系实现,各自承担明确角色。

首先,在芯片之关键的互连区域,引入了LSI是一局部使用的硅中介结构,它嵌入封装部的有机中介之中,其部采用多层亚微米级铜线,用来实现极高密度的 die-to-die 接。无 SoC SoC  chiplet,还 HBM 接,都可以通 LSI 实现。本上,局部硅,只在需要最高互密度的域使用。得注意的是,部分结构沿用了 CoWoS-S 已有的金属层与线宽规格,使其在制造上更容易有工,也便于在不同品之使用。

在更大范的信号与电源分配上,CoWoS-L 并没继续采用整硅中介,而是向一以模塑材料主体的中介层结构该结构的核心是一有机介,在其上下两侧别构 RDL(再布线层)。 RDL 铜导线与聚合物介交替堆形成:上RDL主要面向芯片侧,负责将来 SoCchiplet  LSI 的高密度接重新分布;下层则连接封装基板,承担更大尺度的信扇出与电源分配。相比硅中介层,这种RDL + 有机介结构线间距更大,但更适合距离传输,同在高速工作件下具更低的信号损耗,也有助于实现更大尺寸的封装。

此外,CoWoS-L 源管理的集成。 SoC 下方一步集成立的嵌入式深容(eDTC)。容通常近芯片放置,直接服网络,用于改善供定性,降低噪声,并提升快速化的响应能力。于功耗波动剧烈的高性能算芯片而言,这类本地去耦结构为关键。根据积电官方信息与产业资料,CoWoS-L 将电源体系从传统上移至封装部,通 RDL 电网络eDTC 去耦结构以及 IVR/PMIC,实现面向千安级电流的高密度、低传输与管理能力。

整体看,CoWoS-L 设计并非依赖单一材料或结构,而是通局部硅(LSI有机模塑介 + RDL + 封装内电源合,高密互、大范线与电源管理分交由封装最合适的材料与层级来完成。在这种分工之下,系统既够维持接近硅互带宽密度,又避免了全硅中介在成本尺寸上的限制,而在带宽、封装功耗之取得更现实的工程平衡。

CoWoS-L 的制造圆厂中心模式。其工流程涉及高度的晶圆级处理,包括 LSI 芯片的嵌入、模制料的平坦化,以及高精度的 RDL 。由于涉及到多材料(硅、模制化合物、、聚合物)的合,曲控制成了制造中的核心难题。台积电采用了先的有限元建模(FE Method)和固化分析,通过优化后固化(PMC段的时间与温度,降低由于CTE)不匹配致的机械力。

EMIB:基板嵌入硅桥接

英特尔的 EMIBEmbedded Multi-die Interconnect Bridge是另一完全不同的思路。界首在有机基板(Organic Substrate实现局部硅接的商用技,自 2017 年起已在服级处理器(如 Xeon)和 FPGA(如 Agilex)中大模量

结构特性

都是局部硅-台积电CoWoS-L和英特尔EMIB有什么不同图5图:EMIB 2.5D(图片来源:SemiVision)

首先,EMIB 过将微小的硅直接集成到基板中以实现芯片连,从而消除了大型、昂贵中介的需求。这种设计简化了结构,并提高了制造良率。其次,由于封装中有一小部分包含硅材料,EMIB 最大限度地解了由不同CTE)材料所引起的失配问题降低了风险,并提升了期可靠性。

在基板层叠过程中,EMIB于特定位置开设空腔(Cavity),芯片置入其中以粘合固定,后在其上方继续构建介电层和金属层这种“按需放置”的方式,一方面减少了硅面积的使用,降低了制造复杂度与成本;另一方面也使封装在尺寸扩展和芯片组合上具备更高的灵活性根据英特尔官方描述,这种硅桥内部采用细间距金属互连,可在不使用完整硅中介层的情况下,实现接近硅互连级别的带宽与信号性能

而且,这种设计不干 I/O 源完整性的全局平衡。在 EMIB 中,只有芯片的互连线走硅桥,电源和普通信可以直接通基板传输,从实现了更的垂直供效率。 

技术演进

英特尔通的技迭代展了 EMIB 景。

·EMIB-M

EMIB-M 在硅中集成了金-绝缘-MIM容器,著增强了源分配网络PDN)的定性。

·EMIB-T

应对 HBM 栈对垂直供端要求,最新的 EMIB-T 引入了硅通孔(TSV)技,支持芯片基板的垂直互,同时将微凸点 55μm 缩减 45μm 甚至更低。根据业内技术媒体对官方路线的解读,该方案强化了电源与信号路径,提升了供电效率与信号完整性,特别针对高带宽存储(HBM)等应用场景进行了优化,能够满足高性能计算系统中不断增长的带宽与功耗需求

CoWoS-L与EMIB全面技术比对

都是局部硅-台积电CoWoS-L和英特尔EMIB有什么不同图6

优劣势解析

CoWoS-L 的主要优势在于其高的互密度和信号纯净度。由于其制造程在晶圆级设备上完成,布线精度高,非常适合英伟达这种需要大量元(GPU Die HBM3E 密耦合的景。然而,其代价是高的成本和的供应链管理。由于台积电产能大多被英伟达占据,其他客(如谷歌、Meta)往往面

EMIB 的核心竞争力在于经济与灵活性。由于硅的使用面压缩小(占封装面的一小部分),其硅片利用率高 90%,封装成本大大降低。此外,EMIB 松地支持超大尺寸封装,因有机基板在理超大面积时的抗曲能力于大面模制 RDL 结构

蓝图对比

积电蓝图显示,CoWoS-L  2027 年左右通 Rubin 支持高 9 倍光尺寸的封装,并进一步 RDL 的金属层数

英特尔了更激的尺寸扩张计划EMIB-M 已支持 6 倍光尺寸,预计 2026-2027 将达 8-12 倍。英特尔正在其 18A 平台中全面整合 EMIB 3.5DEMIB  Foveros 合),并计划 2025 年通“Clearwater Forest”理器展示下一代高带宽能力。

都是局部硅-台积电CoWoS-L和英特尔EMIB有什么不同图7

(图片来源:SemiVision)

现对比

CoWoS-L

AI算力需求爆的背景下,CoWoS-L已成高端芯片供应链中的关键瓶颈之一。根据积电管理表述,其CoWoS封装能非常紧张,并已售罄至2025年甚至延2026年,供不求的状况至少至2026年中期。紧张状态也得到产业与媒体交叉验证,当前先封装(尤其是CoWoS)被普遍认为AI芯片量的主要限制环节,而非先制程本身

需求结构看,AI芯片客已高度集中占据大部分能。示,2025年全球90%的CoWoS能被少几家AI芯片公司(英伟达、AMD、谷歌、Amazon)消耗 ,且部客过长一步强化供给紧张局面 。

伟达 Blackwell 及后 Rubin 中,已 CoWoS-L 核心封装平台行全面采用。最新产业数示,Blackwell  Rubin 系列均依 CoWoS-L 实现多芯片HBM集成,且伟达定超60%CoWoS能。此同,封装能力本身始反向束架构设计,例如 Rubin Ultra  CoWoS-L 封装限制die为双die结构,显示先封装已配套技术转变为统级设计关键边件。

在供给侧,台积电行大扩产,但短期仍难缓瓶颈。公开资示,其CoWoS能正2024年的3.5万片/月提升至202610万片/月以上,甚至更高目标区间管如此,行普遍认为产能利用率已接近或100%,需求仍持超出供一矛盾也推积电加速全球布局,包括在美国规划封装产线,以解地理与产能集中风险

EMIB

相比之下,EMIB 正在成大型云服提供商(CSP)自 ASIC 的理想选择。谷歌计划 2027 年的 TPU v9 中采用 EMIB,Meta 也在考 MTIA 加速器的 EMIB 适配方案。这种趋势反映了市场对高性能但低成本封装方案的渴望,尤其是在北美地,本地化生的要求也英特尔的 IFS(代工)提供了地政治优势。可以这样理解,倘若一项封装项目无法通积电来完成,那英特尔便理成章地成了美本土最得信备选方案。究其原因,英特尔是几家正在美本土有先封装能布局、且其技平台专为大型异构AI芯片封装需求而设计的企之一。英特尔首席财务官 Dave Zinsner曾明确指出,封装业务是一非常好的业务,其增长动自人工智能用集成路(ASIC)的需求,收入潜力10亿美元。

AI芯片的竞争重点,正在从单颗芯片性能,向整体系如何把多芯片高效地整合在一起。先制程依然关键,但在模型模、HBM容量、芯片互、功耗密度、延以及光尺寸等束逐的背景下,系统级集成的作用得越越重要。

英特尔的思路很清晰其硬刚晶体管微缩工艺,把所有功能硬塞进单个超大片芯片中,不如通 chiplet ,把不同制程和功能模拆分合,在封装面完成高效集成。这样既绕开尺寸的限制,也更容易在功耗、带宽和系统扩展性之取得平衡。像 EMIB  EMIB-T,本就是更大尺寸封装和更活的异构集成服的。在这条道路上,英特尔正全力推广其先封装合,包括EMIBFoveros 2.5DFoveros Direct 3D,以及面向大型 AI / HPC  EMIB-T

CoWoS-L 和 EMIB 的竞争,本质上是两种路线的分野:一边强调把带宽和性能推到极限,另一边更看重成本效率和架构上的可组合性。台积电目前凭借对头部AI客户的绑定占据上风,而英特尔则通过代工业务开放和更大的封装扩展能力,在ASIC市场逐步追赶

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