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新知分享 - 什麼是 CoWoS？

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近期半導體產業除了先進製程的競爭外，先進封裝也逐漸左右市場，究竟什麼是先進封裝呢? 讓我們談談先進封裝中目前正當紅的CoWoS。 什麼是 CoWoS？ "Chips on wafer on substrate" (CoWoS) 是一種先進的半導體封裝技術，用於集成多個晶片（芯片）在一個封裝解決方案中，以實現更高性能和更小尺寸的半導體設備。這種技術的核心思想是在一個矽晶圓上放置多個晶片(Chips on wafer)，然後將它們連接到一個基板上(on substrate)，從而實現多芯片集成。 CoWoS技術的主要特點和優勢： 高性能：CoWoS技術允許不同功能的芯片（如處理器、記憶體、顯示控制器等）在同一封裝中集成，提供更高的整體性能。 高密度：由於多個芯片堆疊在一起，CoWoS技術可以實現高度集成，減少了設備的物理尺寸。 節能：由於芯片之間的短距離連接，CoWoS技術可以實現更低的能源消耗，提高能效。 高頻寬：CoWoS技術支持高頻寬通信，有助於更快的數據傳輸和處理。 降低線路延遲：由於短距離連接，CoWoS技術可以降低信號傳輸延遲，提高性能。 2.5D CoWoS跟3D CoWoS 2.5D CoWoS（2.5D Chips on Wafer on Substrate）和3D CoWoS（3D Chips on Wafer on Substrate）都是半導體封裝技術，用於實現多芯片集成在一個封裝解決方案中，但它們在芯片堆疊和封裝方式上有所不同。 2.5D CoWoS： 2.5D CoWoS技術通常涉及在一個矽晶圓上放置多個不同的晶片（通常是2個或多個），這些晶片可以屬於不同的功能，例如處理器、記憶體、顯示控制器等。 這些晶片之間通常通過短距離連接（例如高速晶片之間的硅中介層連接）進行通信，以實現高性能和低能源消耗。隨後，這些晶片被封裝在一個晶片封裝或子板上，以實現最終的設備。 3D CoWoS： 3D CoWoS技術更進一步，它允許多個晶片在三維空間中堆疊在一起，而不僅僅是平面堆疊。這些晶片可以垂直堆疊在一起，通常使用微細的進階封裝技術。3D CoWoS通常涉及多層晶片的堆疊，每一層都可以包含不同的功能或不同的晶片，並且它們之間的連接是多層次的。 3D CoWoS技術可以實現更高的性能和更高的集成度，但也可能需要更複雜的封裝工藝。 2.5D CoWoS是一種較簡單的多芯片封裝技術，涉及在同一平面上堆疊多個晶片，而3D CoWoS更進一步，允許在三維空間中堆疊多個晶片，提供更高的性能和集成度。選擇使用哪種技術取決於特定應用的需求和成本效益考慮。
（圖片來源：Ansys） 還有其他先進封裝技術嗎? 事實上CoWos是2.5D跟3D先進封裝技術中的一種，以下是一些先進的封裝技術分類： Fan-Out封裝（Fan-Out Packaging）： Fan-Out封裝是一種多晶片封裝技術，它通常涉及將多個晶片放置在一個基板上，並使用導線將它們連接到基板的外部。Fan-Out封裝可以實現高度集成和較小的封裝尺寸。 System-in-Package（SiP）： SiP是一種封裝技術，它將多個不同功能的晶片集成在一個封裝中，使它們能夠在同一設備中協同工作。SiP通常用於智能手機、可穿戴設備和物聯網（IoT）應用中。 3D封裝（3D Packaging）： 3D封裝是一種將多個晶片在三維空間中堆疊在一起的技術，以實現更高的性能和更小的封裝尺寸。它可以包括垂直堆疊、晶片間的矽互連、高密度封裝等。 封裝-on-Package（PoP）： PoP技術通常涉及在一個封裝上堆疊多個晶片，其中一個晶片位於另一個晶片之上，用於實現高度集成的記憶體和處理器解決方案。 二次封裝（2.5D封裝）： 這種技術涉及將多個晶片放置在一個基板上，它可能不涉及同一矽晶圓上的晶片。 先進的導線連接技術： 先進的導線連接技術，如TSV（Through-Silicon Via）、Cu-Cu連接等，用於實現芯片內和芯片間的高速數據通信。 小結 先進封裝技術發展在半導體行業中發揮著關鍵作用有助於實現更高性能、更小尺寸、更低功耗和更多功能的半導體設備。隨著科技不斷進步和市場需求不斷增長，先進封裝技術將繼續演變和創新，並為智能手機、物聯網、高性能計算、人工智慧等領域提供更多可能性。這些技術的發展將有助於實現更多應用和更快的數據處理，推動數字時代的發展。 對於先進封裝的追求也意味著集成技術的重要性，能夠將現有的資源或技術透過更好設計的集成方式，產出性能更好的晶片。追求核心效能提升，或許會面對邊際效應遞減，這時換個切入點，透過集成方式的改變，帶來突破。 ------------------------------------------------------------------------------- 還想了解更多嗎? 歡迎大家一起加入美股心智元的粉絲團。
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