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CoWoS 转接板选型:硅 vs 玻璃 vs 有机

选型指南 · 2026-10-05 · 约 9 分钟

背景与要点

2.5D 封装里,转接板(interposer)是承上启下的那块「地基」:上面倒装 GPU/ASIC die 和 HBM,下面连有机封装基板。选硅、选玻璃还是选有机 RDL,直接决定互连密度、封装尺寸上限、成本和量产风险。本文把三条技术路线放在一张表里对比,并给出不同项目阶段的选型建议。背景原理可参考 CoWoS / 2.5D Chiplet 专题页。

CoWoS 2.5D 转接板与 Chiplet 封装结构

硅、玻璃与有机三类转接板,决定互连密度、尺寸上限与量产风险

一句话概括取舍:硅赢在线宽与成熟度,有机赢在成本,玻璃赢在高频、光学与大尺寸的综合平衡。下面逐条拆解。

SCENARIOS

应用场景

不同项目画像对应不同的转接板路线,先看需求再定材料。

旗舰 AI 芯片

HBM 数量多、互连密度拉满,硅转接板是当下最稳妥的选择,关注高阻硅以降低损耗。

下一代超大封装

超大尺寸、光电共封、高频场景,宜尽早启动玻璃转接板验证,锁定工艺窗口与供应链位置。

成本敏感中等密度

Chiplet 数量少、线宽要求不高的推理芯片,有机 RDL 载板性价比最高、上市最快。

研发验证阶段

三条路线都可用晶圆级小样先跑工艺:硅转接板试验片、TGV 玻璃样品、RDL 工艺片。

高频 / 射频

对高频损耗敏感的场景,玻璃的绝缘与低介电损耗优势明显,或选用高阻硅改善损耗。

面板级大尺寸

玻璃面板级加工支持 500mm 级以上无拼接,是超大尺寸 2.5D/3D 封装的热门方向。

技术要点

三条路线的本质差异

  • 硅转接板(Si Interposer):台积电 CoWoS-S 的方案。用前道工艺在硅片上做 TSV + 多层 RDL,线宽/线距可到 0.4μm 级,互连密度最高,且 CTE 与芯片完全一致(3 ppm/K),可靠性最好。代价是贵——受光刻 reticle 尺寸限制,大尺寸要拼接(stitching),面积越大成本指数上升;
  • 玻璃转接板(Glass / TGV):玻璃绝缘性好、高频损耗低、可调 CTE(3–10 ppm/K)、面板级加工天然支持大尺寸(510×515mm 甚至更大),是下一代大尺寸 2.5D/3D 封装的热门方向。难点在 TGV 金属化良率与产业链成熟度,详见 TGV 玻璃基板专题页;
  • 有机 RDL 载板(CoWoS-R / 扇出型):用类 ABF 有机介质 + 铜 RDL 实现重布线,无 TSV,成本最低、供应链最成熟。但线宽/线距一般 ≥2μm,热膨胀失配大,超大尺寸封装翘曲控制困难,适合中低密度互连。
硅转接板的 RDL 与 TSV 晶圆级工艺

转接板制备中的 TSV、RDL、CMP 与凸块,属于可配套的晶圆级工艺

转接板制备:可配套的晶圆级工艺

转接板制备中的 TSV、RDL、CMP 与凸块,属于晶圆级工艺,正是我们能够直接配套的环节。

怎么选:按项目阶段与需求画像

  1. 旗舰 AI 芯片、HBM 数量多、互连密度拉满 → 硅转接板是当下唯一稳妥解。关注高阻硅衬底(>1000 Ω·cm)以降低射频与电源完整性损耗;
  2. 下一代超大封装、光电共封、高频场景 → 尽早启动玻璃转接板验证。现在介入的意义是锁定工艺窗口与供应链位置,而非立即上量;
  3. 成本敏感、中等密度、快速上市 → 有机 RDL 载板。Chiplet 数量少、线宽要求不高的推理芯片用这条路线性价比最高;
  4. 研发验证阶段 → 三条路线都可以用晶圆级小样先跑工艺:硅转接板试验片、TGV 玻璃样品、RDL 工艺片,先验证再定量产路线。

2.5D 组装流程

从衬底准备好到成品封装,2.5D 集成大致经历以下步骤,其中前段的 RDL、TSV 与凸块属于晶圆级工艺,是我们能够直接配套的环节:

  1. 转接板制备:TSV 成孔与填充、双面 / 多层 RDL 布线、CMP 平坦化;
  2. 凸块成形:转接板上下两面分别制作 μ-bump 与 C4 凸块;
  3. 贴片(Chip-on-Wafer):GPU/ASIC die 与 HBM 依次贴装到转接板;
  4. 底部填充与塑封:点胶填充、overmold 保护;
  5. 切割与组装:切割单元,再焊接到有机封装基板(Chip-on-Wafer-on-Substrate)。

需求趋势:产能为什么一直紧张

据外部公开的市场预测,主流 2.5D 平台的晶圆需求将从 2026 年的约 138 万片增长到 2027 年的约 268 万片,接近翻倍,缺口主要来自 AI 加速器对 HBM 与高密度互连的拉动。对供应链的含义是:硅转接板衬底、TSV 工艺、RDL 金属化与凸块等环节的配套需求同步放大,提前锁定衬底与工艺产能比临时加急更划算。

选型拿不准时,最有效的方式是拿实物对比。把您的封装结构(die 数量、I/O 密度、目标尺寸)发给 我们的工程师,我们可以同时提供硅与玻璃两种样品及工艺评估建议。

SPECIFICATIONS

参数规格

三条路线对比、我们可提供的选型支撑与转接板衬底典型规格。

维度硅转接板玻璃转接板有机 RDL 载板
最小线宽/线距0.4–1 μm1–2 μm(持续下探)2–5 μm
垂直互连TSV,孔径 5–10μm,深宽比 10:1TGV,孔径 20–100μm,深宽比 5–10:1无(层间微孔)
尺寸上限受 reticle 限制,拼接可达 3–5 倍曝光场面板级,500mm 级以上无拼接大,但翘曲随尺寸恶化
CTE 匹配3 ppm/K,与芯片完美匹配3–10 ppm/K 可调,近硅匹配12–18 ppm/K,失配明显
高频/射频性能硅有损耗,需高阻硅改善绝缘、低介电损耗,最优中等,受介质损耗限制
成本(同面积)最高量产后预计为硅的 30–50%最低
量产成熟度最成熟,产能紧张验证与小批量阶段成熟,产能充足
路线可供应衬底可配套工艺
硅转接板12 英寸高阻 / 常规硅片,厚度 725–775μmTSV 打孔与填充、RDL 加工、减薄至 100μm
玻璃转接板6/8/12 英寸晶圆级及面板级玻璃,厚度 0.3–1.1mmTGV 激光打孔、孔金属化(PVD 种子 + 电镀填铜)、双面 RDL
通用验证Dummy 片、载体晶圆、再生测试片凸块 / UBM、临时键合、检测与 CoC 报告
项目硅转接板玻璃转接板(TGV)
衬底尺寸300mm100–300mm 晶圆级 / 面板级
厚度约 100μm(减薄后)0.3–1.1mm
垂直互连TSV 10μm,深宽比 10:1TGV 20–100μm,深宽比 6–10:1
RDL 层数Cu 大马士革,2–5 层双面 RDL,1–2μm 线宽
凸块μ-bump 40–55μm;C4 130–150μmμ-bump / C4 依设计
平整度TTV < 1μmTTV ≤ 5μm
EQUIPMENT

涉及设备与工艺

2.5D 组装涉及的设备与工艺类别。

设备 / 工艺类别典型配置用途
刻蚀设备深硅刻蚀(DRIE)TSV 成孔
薄膜与光刻设备PVD / CVD、接触 / 接近式光刻机多层 RDL 布线
电镀设备Cu 电镀线TSV / TGV 填充与 RDL 金属化
平坦化设备CMP 抛光机转接板表面平坦化
凸块设备PVD 种子层 + 电镀 + 回流μ-bump 与 C4 凸块成形
检测设备AOI、X-Ray / CT、切片分析RDL 完整性与通孔填充验证
CASE STUDY

实际案例

以下案例均已匿名化处理,仅保留合作模式与可分享的结果。

路线验证 · 设计团队

某设计团队:硅与玻璃转接板同时供样对比

客户在两条封装路线间拿不准,我们同时提供硅转接板试验片与 TGV 玻璃样品,供其跑工艺与可靠性对比后再定路线。

结果:客户据此完成路线验证,随后转入小批量试产。

衬底配套 · 高阻硅

某 AI 芯片团队:高阻硅转接板衬底供应

客户旗舰项目需要高平整度、低翘曲的高阻硅衬底做转接板,我们按 TTV < 1μm 要求供应并随批附检测数据。

结果:关键批次满足来料要求,支撑 RDL 工艺验证。

结论

选转接板没有银弹:旗舰 AI 芯片用硅,成本敏感的中低密度用有机,超大尺寸与高频光电场景押注玻璃。最稳妥的做法是研发阶段用晶圆级小样把三条路线都跑一遍,再依项目阶段定量产路线。我们可以同时提供硅与玻璃两种样品及工艺评估,帮助你尽早锁定路线与供应链位置。

延伸阅读:TGV 玻璃通孔技术解析 | CoWoS / 2.5D Chiplet 专题页

FAQ

常见问题

研发阶段该选哪条路线?
建议先用晶圆级小样把三条路线都跑一遍:硅转接板试验片、TGV 玻璃样品、RDL 工艺片,先验证工艺再做量产决策,避免过早锁死路线。
硅转接板的衬底有什么特殊要求?
通常需要高平整度(TTV < 1μm)、低翘曲与可控电阻率;高频场景可选高阻硅以降低射频与电源完整性损耗。
玻璃转接板现在能量产吗?
整体仍处于验证与小批量阶段,产业链持续成熟中。现在介入的价值在于锁定工艺窗口与供应链位置,为后续放量做准备。
硅、玻璃、有机三种转接板怎么选?
一句话概括:硅赢在线宽与成熟度,有机赢在成本,玻璃赢在高频、光学与大尺寸的综合平衡。按项目的互连密度、尺寸与成本要求对号入座即可。
硅转接板为什么大尺寸成本高?
硅转接板用前道工艺做 TSV 加多层 RDL,线宽可到 0.4μm 级、互连密度最高,但受光刻曝光场尺寸限制,大尺寸需拼接,面积越大成本上升。
玻璃转接板和硅比成本如何?
量产后玻璃转接板成本预计为硅转接板的 30–50%,且面板级加工支持 500mm 级以上无拼接,在大尺寸场景更有成本优势。
有机 RDL 载板适合什么项目?
适合成本敏感、中等密度、需要快速上市的项目,比如 Chiplet 数量少、线宽要求不高的推理芯片,它成本最低、供应链最成熟。
2.5D 封装从衬底到成品要经过哪些步骤?
大致为转接板制备(TSV/RDL/CMP)、凸块成形、贴片、底部填充与塑封、切割与组装;其中 TSV、RDL 与凸块属于可配套的晶圆级工艺。
为什么现在 2.5D 产能一直紧张?
据公开市场预测,主流 2.5D 平台晶圆需求将从 2026 年约 138 万片增至 2027 年约 268 万片,接近翻倍,缺口主要来自 AI 加速器对 HBM 与高密度互连的拉动。
转接板用高阻硅衬底有什么用?
高阻硅衬底(>1000 Ω·cm)可降低射频与电源完整性损耗,是高频、旗舰 AI 芯片用硅转接板时常见的衬底选择。

需要转接板衬底样品做工艺验证?

硅 / 玻璃两种路线均可供样,工程师 24h 内给出方案与含税报价。

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