SEMICON台湾技术论坛报告总结：AI时代半导体材料创新（一）异构集成与材料突破驱动产业变革

【编者按】

本文选自Semi Vision，深度解析SEMICON Taiwan 2025材料论坛的核心议题，揭示AI驱动下半导体行业正从“晶体管微缩”转向“材料革命”。TSMC、ASE、TOK、GlobalWafers等巨头一致认为，EUV光刻胶、方形硅片、SiC中介层、玻璃基板（TGV）、钼互联等材料创新，已成为突破系统性能、互联效率与热管理瓶颈的关键。文章从前沿材料技术、协同开发生态、可持续发展等多维度，勾勒出一幅材料驱动AI算力未来的全景图，为读者理解下一代半导体技术变革提供深度视角。

湾芯展期间的技术论坛涉及晶圆制造工艺、设备与材料、先进封装、化合物半导体，以及AI芯片和IC设计等技术热点和产业趋势，很多在SEMICON台湾论坛上演讲的厂商和嘉宾也会来湾芯展论坛做主题演讲分享。

在人工智能驱动超大规模计算的时代，半导体产业正在经历一场前所未有的变革。过去四十年间，技术进步始终围绕晶体管微缩与工艺迭代展开；而如今，系统性能与能效的决定性因素正迅速转向先进封装与材料创新。

以台积电CoWoS平台为例：从最初尺寸约1.5倍光罩的2.5D硅中介层，发展到3.3倍、5.5倍乃至9.5倍的巨型互连架构。封装本身已成为系统级性能的引擎。在这种尺度下，封装体不仅要承载面积达数百平方毫米的计算晶粒，还需集成数十个HBM堆栈——这使得"封装"从辅助角色升级为可与巨型晶粒媲美的系统架构。

这种异构集成趋势标志着新范式的诞生：系统性能的突破不再仅依赖逻辑节点微缩，更需要先进封装架构、互连/材料创新以及功耗/散热解决方案的协同设计。然而将硅与聚合物、金属与玻璃、光子与电子集成于同一平台，也带来了热应力、界面兼容性与长期可靠性等挑战。这不仅是技术演进——更是一场跨越材料科学、工艺工程与供应链协作的全面竞赛。

与此同时，随着GPU功耗攀升至千瓦级别（甚至可能达到单器件3000W），供电网络（PDN）、热界面材料乃至基板形态（从圆形晶圆转向方形硅板或碳化硅中介层）已成为可持续运营的关键因素。化学材料供应商的创新——包括EUV光刻胶、厚膜封装光阻、低介电常数/低损耗因子玻璃基板——与设备厂商、封测企业及硅光解决方案共同推动着材料驱动的摩尔定律。

简言之，AI时代已不再是单一企业或单一工艺节点的竞争，而是跨学科、跨供应链的全面角逐。那些在材料创新、封装架构与热能工程领域领先者，将在万亿美元规模的AI市场中占据高地。

开幕致辞——SEMICON Taiwan国际材料论坛

在全球半导体产业加速转型的关键时刻，材料正走向舞台中央。过去我们关注工艺微缩、芯片架构或封装技术，如今越来越清晰地认识到：无论是逻辑芯片（GAA/CFET）、千层3D NAND，还是AI时代所需的2.5D/3D异构集成，可行性与成功的关键往往取决于材料突破。

本届SEMICON Taiwan材料论坛正是在此背景下召开。我们聚焦材料创新如何驱动先进制程节点与先进封装发展，并将讨论延伸至ESG与可持续发展领域。从前段EUV光刻胶、分子光阻，到后段厚膜光阻、TGV玻璃基板、先进封装粘合剂与热界面材料，材料演进不仅决定性能，更影响良率、可靠性与供应链竞争力。

论坛期间，我们聆听了材料龙头企业、设备供应商与封测厂商的见解。一个共识已然形成：摩尔定律的未来延伸将日益依赖材料科学。例如：TOK展示了金属光阻与分子光阻在EUV下的潜力；环球晶圆提出方形硅板与碳化硅中介层作为高功率封装新选择；AGC则重点推介了用于AI数据中心与光子集成的TGV玻璃基板及低介电常数/低损耗因子玻璃。

同样重要的是，材料创新已从孤立突破转向跨行业、跨学科的协作。论坛多次强调：只有通过化学供应商、设备厂商、晶圆厂与系统公司的开放合作，才能在确保可制造性与大规模可靠性的同时缩短开发周期。

因此，材料论坛不仅是技术交流平台，更是生态对话的桥梁。它提醒我们：在AI与先进封装时代，核心驱动力不仅是晶体管数量，更是由材料与架构共同塑造的系统级解决方案。

在当今AI、高性能计算与先进封装快速发展的格局下，材料科学正成为半导体产业竞争优势的核心来源。在此背景下，SEMICON Taiwan 2025战略材料论坛（SMC Taiwan）汇聚了全球产业与研发领域的顶尖讲者。从前段光刻与薄膜技术，到后段封装、热接口及可持续材料设计，本论坛将全景呈现材料创新的最新进展。

主题演讲将由台积电先进封装技术与服务副总裁何军博士与日月光资深副总裁Scott Chen先生带来，阐述AI时代对3DIC/先进封装的工具材料需求与挑战。

讲者阵容涵盖材料供应商与封装制造一线专家：

• TOK的Katsumi Omori将探讨前后段光刻材料解决方案

• 陈良钦博士将从晶圆厂/硅片供应商视角分析方形硅板在先进封装中的潜力

• Merck的Suresh Rajaraman博士与Entegris的Montray C. Leavy博士将介绍薄膜材料、新型化学工艺及表面/界面工程进展

• ZEISC与Yole Group的Yik Yee Tan博士将聚焦材料分析、封装可靠性、供应链与市场趋势——重点关注材料验证与可持续设计的作用

这种多元阵容不仅是技术展示，更反映出一个宏观趋势：半导体竞争的新阶段不仅是工艺微缩之战，更是涵盖材料成分、界面特性、可制造性、封装架构与系统效能的综合竞赛。议题包括：ALD化学/配体调控如何影响工艺性能；方形基板与玻璃/介质基板在封装中的热机械挑战；无氟表面活性剂与可持续材料在制造供应链中的应用；材料/工具供应商如何与封测厂、晶圆厂协作降低良率风险并加速上市时间。

总而言之，SMC Taiwan 2025不仅是技术交流的场所——更是将材料创新与供应链协作推向新高度的里程碑。对于关注AI、3DIC、先进封装乃至量子计算/高性能计算领域的人士，本论坛将提供前沿见解与清晰的技术-材料-市场整合方向。