【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。
台积电：应对先进半导体制造中的空前挑战
半导体行业正进入一个变革时代，其特点是技术飞速进步、经济压力加剧以及运营复杂度日益提升。这一点在先进封装和异质整合领域尤为明显——现代集成电路的规模与精密程度，正迫使整个行业重新审视长期以来的实践方式。正如何博士在近期主题演讲中所强调的，应对这些挑战需要整个供应链上空前程度的协作。
先进封装正逐渐成为AI计算的关键推动力之一，行业目前正在将2.5D/3D整合推向前所未有的水平。台积电的CoWoS（晶圆基底芯片）平台清晰地展示了这一发展路径。在过去十年中，CoWoS-S已成熟并进入大规模量产阶段，中介层尺寸达到3.3个光罩大小。在此基础上，CoWoS-L和CoWoS-R进一步扩展规模，正向5.5甚至9.5个光罩尺寸的中介层推进，能够容纳巨型SoC及数十个HBM堆栈。
这一趋势反映出AI时代半导体设计的两个核心需求：更高带宽与更高集成度。更大的中介层不仅可容纳更大的计算晶粒，还能实现与高带宽内存（HBM3E/4）更紧密的耦合，从而减少数据传输瓶颈。与此同时，异质整合将多个SoC、加速器和内存置于单一先进封装中，使多个晶粒共同运作如同一颗巨型芯片。
封装不再只是后期辅助环节，而成为系统级性能的驱动因素。从1.5个光罩扩展到9.5个光罩，意味着封装已成为支持下一代AI工作负载的核心。这一发展轨迹表明，未来计算效率的突破将不仅依赖于逻辑制程微缩，也同样取决于封装架构与材料创新。
异质整合的必要性
异质整合已成为半导体设计中最具颠覆性的变革之一。因其带来的全新可能性，这一方法“备受业界青睐”。然而，从物理和材料科学的角度来看，它也带来了巨大挑战。例如，将聚合物与硅材料并列放置时，两种材料在机械和热膨胀特性方面差异极大，会形成脆弱界面，易导致可靠性问题。
这些挑战——包括界面稳定性、化学相容性和制程复杂度——无法通过单一、线性的开发周期解决。相反，它们需要供应商与设备制造商之间快速、迭代式的共同开发，并辅以能够快速原型设计和完成基础设置的专职工程团队支持。
经济与基础设施转型
集成规模持续扩大。行业讨论已涉及从8层堆叠转向6层堆叠，这一转变提升了每个集成元件的经济价值。在这种环境下，即使是1%的良率提升，也可转化为巨大的财务收益。
与此同时，行业也面临着圆形晶圆的经济效率问题。随着封装尺寸变大且形状趋于方形，圆形晶圆会浪费大量“可用面积”。这一基本经济原理正在推动业界探索新的晶圆形状，以最大化可用区域。此类变革并非渐进式改良，而是需要对基础设施进行全面改造，包括新的材料输送系统、承载框架、 cassette 和托盘等，并对整个供应链产生连锁影响。
自动化、计量学与供应链协作
自动化与精密检测对处理先进芯片组装的复杂性至关重要。在单一封装中包含多个晶粒的情况下，必须立即识别缺陷，以避免代价高昂的后续故障。然而目前，供应链中仍存在“过多人工操作”，限制了效率，并在地缘政治压力下阻碍了全球扩展。
设备制造商与材料供应商之间的协作对于实现键合头更换和工具调整等步骤的自动化至关重要。同时，计量学正成为良率控制的核心支柱。要“提前”检测制程偏差，就需要扩展量测能力，封装可能需要进行20次单独的微米级精度对准检查。前端生态系统耗费30年所建立的能力，如今必须大幅加速才能满足3D整合的空前需求。
ESG与协作呼吁
环境、社会和治理（ESG）议题不能再被当作事后补充。相反，它们必须“从最初”就嵌入技术开发周期中，这是法规要求和全球可持续发展趋势所驱动的。更绿色的地球不仅是一个目标，更逐渐成为设计约束。
最重要的是，行业需要透明度和开放协作，尤其是在材料研发方面。鉴于先进半导体制造的高风险特性，没有任何一家公司能够单独应对这些挑战。知识共享与联合创新是唯一可行的前进道路。
挑战中的乐观信念
何博士以乐观的态度作结，指出过去7纳米、5纳米和3纳米节点的突破证明，该行业可以通过集体努力克服看似不可逾越的障碍。总之，这些讨论共同强调了一个信息：半导体行业并未回避其最严峻的问题，而是正通过创新、跨学科合作与系统性反思积极应对，为下一阶段的先进半导体制造铺平道路。
TOK：先进半导体制造中的材料开发战略与进展
在近期的一场行业会议上，东京应化工业（TOK）介绍了其在前端光刻和先进封装领域的材料开发战略与进展。该会议不仅强调了下一代半导体制造所面临的技术挑战，也展现了公司在可持续性和供应链协作方面的努力。
TOK以“通过化学实现进步”为主题阐述了其愿景。尽管半导体对数字经济不可或缺，但光刻胶对半导体制造本身而言仍然至关重要。作为全球领先的光刻胶供应商之一，TOK强调其致力于持续创新、质量提升和社会贡献。该公司将自身定位为技术进步的关键推动者，并以先进的化学开发支持可持续增长。
原文媒体：Semi Vision
原文链接：tspasemiconductor.substack.com
芯启未来，智创生态
