告別圓形晶圓:台積電 CoPoS 玻璃基板技術如何重塑 AI 晶片

在人工智慧(AI)算力大噴發的 2026 年,我們正目睹一場半導體材料的革命。過去數十年,晶片一直是在圓形的「矽晶圓」上製作與封裝,但隨著晶片越做越大,傳統的矽材料開始面臨瓶頸。台積電推出的下一代封裝技術 CoPoS,正式宣告「玻璃時代」的來臨。


為什麼晶片需要換掉矽中介層
在先進封裝中,晶片並不是直接黏在電路板上,中間需要一個「中介層」當作橋樑。過去這個橋樑是用矽做的,但現在遇到了兩個大麻煩:


形狀浪費:晶圓是圓的,但晶片是方的。當 AI 晶片體積變大,圓形邊緣會剩下很多無法使用的「邊角料」,就像用圓形模具切大方形餅乾一樣浪費。


變形危機:矽中介層在加熱製程中容易像烤魷魚一樣「翹曲」(變形),這會導致晶片上數萬個微小接點對不準,整顆報廢。


玻璃基板的三大超能力
台積電研發的 CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)技術,簡單來說就是把原本圓形的矽中介層,換成巨大的方形「玻璃面板」。


超級平整:玻璃非常堅硬且耐高溫,即便在大尺寸下也能保持平坦,解決了翹曲問題,良率大幅提升。


空間翻倍:方形玻璃面板的面積比圓形晶圓大上 5 倍。在同一次製程中,能產出的晶片數量呈倍數成長,成本大幅降低。


傳輸更純淨:玻璃是極佳的絕緣體,不像矽會產生電磁干擾,這讓 AI 晶片的高頻訊號傳輸更穩定、雜訊更少。


製造挑戰:在玻璃上鑽出比頭髮還細的孔
要把玻璃變成導電的基板並不簡單,其中最核心的技術稱為 TGV(玻璃穿孔)。


工程師必須利用高能雷射,在脆弱的玻璃上精準鑽出數萬個直徑僅 10 微米(比頭髮還細)的垂直孔洞。這些孔洞就像是摩天大樓裡的電梯井,後續要填入銅金屬,讓訊號能上下穿梭。


供應鏈的新機會


台積電預計在 2027 年 開始小量試產,2028 年 全面量產。這意味著從 2026 年底開始,相關的設備廠將迎來第一波出貨潮:


雷射與加工:負責在玻璃上鑽孔與切割的設備商(如鈦昇)。


玻璃材料:提供高品質特殊玻璃的供應商(如康寧、悅城)。


精密檢測:確保數萬個孔洞與接點精準無誤的檢測設備。


結語


CoPoS 技術不僅是材料的更換,更是一場從「圓形」到「方形」的生產邏輯革命。當我們能把更多晶片更有效率地封裝在一起,AI 的進化速度將會再次超越我們的想像。

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