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CoPoS 是什么?台积电 CoWoS 技术朝向面板化的延伸演进

fiisual

2026/2/5

随着 AI 与 HPC 晶片尺寸快速放大,先进封装正面临面积利用率、翘曲控制与成本结构的多重挑战。传统 CoWoS 技术虽在高效能运算市场建立关键地位,但圆形晶圆与 ABF 载板的物理限制逐步浮现,使面板级封装成为下一阶段的必然选项。本文说明了CoPoS 封装的发展背景及技术特点,同时比较了 CoPoS 与先前 CoWoS、CoWoP的差异。CoPoS 透过发展以方形玻璃面板为核心的 CoPoS 技术,透过提升单位产能与结构稳定性,回应大型化、高整合度封装需求,并带动设备与供应链新一波成长动能。

随着 AI 与 HPC 晶片快速演进,先进封装正逐步成为延续运算效能与系统整合能力的关键环节。传统圆形晶圆在面积利用率与封装效率上的先天限制日益浮现,面板级封装基板因此被视为重要的技术发展方向;然而,随着封装尺寸与晶片、IC 载板规模持续放大,传统 ABF 载板所面临的翘曲与结构稳定性问题亦愈发严峻。 在此产业背景下,台积电凭借 CoWoS 封装技术在高效能运算市场取得显著成果,并进一步在既有技术基础上导入以面板取代晶圆,延伸发展出 CoPoS 新型封装架构,回应大型化、高整合度封装对良率控制与结构可靠度所提出的更高要求。

CoPoS 发展背景:CoWoS 技术面临成长瓶颈

台积电 CoWoS 封装技术在 AI 晶片领域取得关键性成功,于高效能运算市场建立超过 90% 的压倒性市占率,相关产能长期处于供不应求状态。 然而,随着 AI 晶片面积持续放大,CoWoS 逐渐遭遇难以回避的物理极限,主要体现在两个层面:

  1. 圆形晶圆的面积利用率明显下降:在十二吋晶圆上切割大型方形晶片将造成边缘区域的大量浪费,导致单位产出的效率快速恶化。以 NVIDIA 为例,其 B200 晶片在 12 吋晶圆上仅能放置 16 颗,相比 H100 的 29 颗大幅下降,反映出晶片尺寸扩张与既有晶圆产能之间的结构性矛盾。
  2. 封装与载板尺寸同步放大,使翘曲问题显著加剧:当 IC 载板尺寸由约 70 mm 推进至接近 100 mm 等级时,传统 ABF 载板在平整度与结构稳定性上面临严峻挑战,进而限制线宽线距的持续微缩,使高密度互连成为先进封装进一步演进的关键瓶颈。

在此背景下,台积电所主导的 CoWoS 技术虽仍具高度竞争力,但随着物理与制程限制逐步显现,其成长天花板已浮现,亦迫使公司开始积极思考并布局下一阶段的封装解决方案。

CoPoS 技术介绍

属于面板级封装的一种,为 CoWoS 技术延伸

圆形及矩形面板示意图。

CoPoS 全名为 Chip-on-Panel-on-Substrate,可视为 CoWoS 技术朝向面板化的延伸演进,其核心概念在于以矩形面板取代传统圆形矽中介层,透过「化圆为方」的设计思维,大幅提升封装面积的使用效率。 值得注意的是,CoPoS 并非舍弃矽中介层,而是改以玻璃或蓝宝石等方形材料作为暂时性载具,在其上进行 RDL 制作,再导入后续封装流程,使整体架构更适合大尺寸封装需求。由于方形面板可支援更大尺寸的光罩拼接,能有效对应 AI 晶片持续放大的设计趋势。

CoPoS 以方形玻璃基板突破先进封装面积与翘曲瓶颈

CoPoS 面板级封装的核心优势在于显著提升面积利用率与单位产能,有效降低边缘浪费并减少材料耗损,进而带动整体封装成本的实质下降。 以主流 12 吋、直径 300 mm 的圆形晶圆与边长约 310 mm 的方形玻璃载具相比,方形面板在相同制程条件下可提供约 1.5 倍的有效产出,凸显面板化架构在成本效率与规模化量产上的结构性优势。

此外,CoPoS 采用玻璃基板亦具备多项关键优势。首先,玻璃具有极高的平整度,对微影制程至关重要,可支援更细的线宽与线距设计,且相较 ABF 载板需透过多层堆叠才能达成高密度互连,玻璃载具在结构上更具效率。其次,玻璃材料的热膨胀系数仅约 3–9,在高温制程环境下形变可控,有助于提升制程稳定性与良率表现。 玻璃在机械强度方面亦优于传统复合材料,虽仍需克服材料脆性带来的制程挑战,但整体而言,其在热管理与翘曲抑制上的表现具备显著优势,使 CoPoS 成为突破先进封装物理极限、支撑大型化与高整合度封装需求的重要技术路径。

表一:、玻璃具备低热膨胀系数特性 资料来源:国泰证期 | 基板材料 | 矽 | 玻璃 | | --- | --- | --- | | 表面平整度 | <10 | < | | 热膨胀系数 CTE (ppm/C) | 2.9-4 | 3-9 | | 吸湿性 | 0 | 0 | | 热传导率 (k) | 14,800% | 110% | | 封装大小 | 35*35 | 100*100 |

CoPoS 进度更新:预计 2028 年底量产

市场传出台积电规划于 2026 年率先在采钰导入 CoPoS 首条实验线,并预计于 2028 年底在嘉义 AP7 进行大规模量产,相关时程甚至有望进一步提前,首家客户预期为 NVIDIA。 在国际布局方面,台积电亦同步推进海外产能规划,预计于 2028 年动工的美国亚利桑那州先进封装厂中,将有一座厂房专责 CoPoS 技术。此外,台积电近期整并新竹科学园区内的 6 吋厂与三座 8 吋厂房,并评估将部分既有厂区改建为先进封装设施,显示公司已将 CoPoS 视为中长期先进封装布局的关键技术,投入资源与策略重心明显提升。

技术比较:CoPoS、CoWoS 与 CoWoP

CoWoS, CoPoS 及 CoWoP 技术概念示意图。

技术名称CoWoS
(Chip-on-Wafer-on-Substrate)
CoPoS
(Chip-on-Panel-on-Substrate)
CoWoP
(Chip-on-Wafer-on-PCB)
技术核心晶片与矽中介层整合,在安装到 ABF 基板晶片模组先在面板级基板上封装无使用 ABF 基板,晶片与中介层直接装在 PCB 版
载具300 mm 圆形晶圆310*310 mm 方形玻璃-
成本最高,受限于矽中介层复杂制程与交期中,若良率提升具成本竞争力最低,预期可降低 CPO 制造成本
散热效能需外加散热解决方案需外加散热解决方案较精简路径和衔接大面积的 PCB,推估有助散热
优势技术最成熟,支援 HBM 堆叠与高速传输单位时间产量最高,适用大面积晶片设计结构简化、讯号路径最短、散热弹性更佳、理论成本最低
量产时程已量产2028 年底尚未明确时程

综合而言,CoPoS 可视为 CoWoS 技术的面板化延伸,透过先将晶片模组封装于面板级基板,再导入后段与基板整合流程,使载具由 CoWoS 所采用的 300 mm 圆形晶圆转为 310×310 mm 方形玻璃,其核心价值在于显著提升面积利用率与单位时间产量,特别契合 AI 晶片面积持续放大的发展趋势。 就成本结构而言,CoPoS 目前定位介于 CoWoS 与 CoWoP 之间,随着良率与制程稳定度逐步提升,未来具备进一步强化成本竞争力的潜力,但在散热设计上仍与 CoWoS 类似,通常需搭配额外的热管理方案。相较之下,CoWoS 为目前最成熟且已全面量产的技术,可有效支援 HBM 堆叠与高速传输,惟受限于矽中介层制程复杂度与交期,整体成本亦相对偏高;CoWoP 则以不使用 ABF 基板为特色,使晶片与中介层直接整合于 PCB 上,结构更为简化、讯号路径更短,并可借由较大面积 PCB 提升散热效益,理论上具备最低成本潜力,但其量产时程仍未明朗。整体来看,CoPoS 的策略定位在于兼顾先进封装所需的高密度互连能力,并透过面板化提升产能效率与改善成本结构,预期以 2028 年底量产作为关键发展里程碑。

CoPoS 相关供应链

CoPoS 带动面板级封装设备市场爆发

面板级封装设备市场具备相当可观的成长潜力。依产业估算,单条 CoPoS 产线的设备投资金额约为 100 至 150 亿元,若台积电依规划建置 5 至 8 条产线,整体设备需求规模将达 800 至 1,200 亿元;再考量美国先进封装厂同步推进所带动的新增需求,全球 CoPoS 设备市场规模可望上看 2,000 亿元以上,为设备供应商带来可观的中长期商机。

随着 CoPoS 量产时程逐步明朗,台积电陆续释出设备规格与潜在订单量,首波即有台湾与国际设备厂商各 13 家纳入供应链名单,显示该技术不仅具备高技术门槛,亦吸引全球设备供应链积极投入竞标,产业竞争态势明显升温。

台湾厂商国际厂商
家登 (3680.TW)KLA Corporation (KLAC.US)
均华 (6640.TW)Tokyo Electron Limited (8035.T)
弘塑 (3131.TW)Screen Holdings (7735.T)
辛耘 (3583.TW)Applied Materials (AMAT.US)
志圣 (2467.TW)Disco Corporation (6146.T)
印能科技 (7734.TW)Yamada Corporation (9831.T)
晶彩科 (3535.TW)Tazmo (6266.T)
大量 (3167.TW)Nitto Denko Corporation (6988.T)
致茂 (2360.TW)Canon (7751.T)
倍利科 (7822.TW)LINTEC Corporation (7966.T)
佳宸 (未上市)Camtek (CAMT.US)
亚智科技 (未上市)Heller (未上市)
力鼎 (未上市)Nordson Corporation (NDSN.US)

台湾焦点厂商

亚智科技(未上市)

亚智科技为台湾少数具备面板级封装核心设备整合能力的供应商,凭借多年 RDL(Redistribution Layer)重布线层制程与设备开发经验,已于桃园建置半导体研发中心并完成具备试验与量产能力的 CoPoS 重布线层设备平台。

亚智的成长动能将主要来自 CoPoS 量产推进所带动的设备需求,RDL 为 CoPoS 架构中不可或缺的核心制程步骤,直接决定高密度互连能力,能重分布晶片 I/O、缩短讯号路径,并提升高速高频传输效能与稳定性;因此,随 CoPoS 产线扩建与规格升级,高阶 RDL 制程设备的新增需求将同步放大,而亚智凭借面板级 RDL 设备与整线化解决方案能力,可望成为最直接的受惠者。

整体而言,亚智以「面板级封装 RDL 制程设备+整线化系统」深度卡位 CoPoS 面板化趋势,并透过 300mm 至 700mm 的尺寸覆盖、制程路线兼容性与自动化/软体整合优势,对应先进封装由晶圆走向面板、由单机走向整线的结构性升级,在 CoPoS 产能扩张与高密度互连需求提升的长期趋势下,具备明确的受惠定位与成长能见度。

印能科技(7734.TW)

印能科技(7734.TW)为台湾第一家量产高压高温烤箱解决方案的封装设备厂,并为全球该领域专利布局最积极的公司之一。公司核心产品以先进封装前段制程设备为主,主力机型为除泡设备,营收占比约 80%,且在先进封装除泡制程市占率达约 90%;同时延伸布局防翘曲、熔焊/回焊与散热相关设备,提供包含制程气泡等六大先进封装解决方案。

展望 2026 年,印能的成长动能将主要来自三大方向:

  1. CoWoS-L、FOCoS、CoPoS 产线建置带动拉货回升:公司主要出货机型为第二代 VTS,应用于客户 CoWoS 制程中的底部填胶除泡,将随产能建置带动拉货。
  2. 防翘曲解决方案:随先进封装朝大尺寸演进,翘曲被视为制程关键瓶颈之一,印能推出 WSAS 机型以解决翘曲、退火与热压合退火需求,并积极以 VTS+WSAS 打包方案推广至台湾晶圆厂与封装厂,应用场景涵盖 CoWoS、FOCoS、CoPoS。
  3. 高阶新机型放量与散热材料趋势驱动产品组合升级:第四代 RTS 针对 Chiplet 封装后除泡、去残胶/去助焊剂等需求,可显著缩短客户在「烘烤、清洗」站点的制程时间并提升单位产出;第三代 Pioneer & PRO 则对应高温真空加压环境与回焊/介电材料烘烤等制程,并可用于未来金属散热材料等新应用,属无法改机替代的新购需求,将带动 ASP 与毛利结构持续优化。

整体而言,印能科技以先进封装前段制程除泡设备奠定高市占与客户黏着度,并透过 WSAS、RTS及 Pioneer 与 PRO 等新产品,扩大切入大尺寸面板化封装所衍生的翘曲控制、洁净度与制程稳定性等关键痛点,进而成为 CoPoS 产能扩张的直接受惠者。

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