先进封装:AI 浪潮下芯片集成度持续提高,先进封装规模有望扩张

源自公众号:思瀚研究院

02-02 20:16

随着摩尔定律逼近极限,单纯依靠制程微缩来提升芯片性能的路径愈发困难。在此背景下,先进封装技术通过芯粒集成等方式突破单芯片限制,成为支撑AI算力持续增长的关键,其市场规模与发展前景备受关注。

先进封装:AI 浪潮下芯片集成度持续提高,先进封装规模有望扩张智能速览

  • 摩尔定律逼近极限,芯片制程微缩的成本与难度剧增。

  • 先进封装通过芯粒集成,成为后摩尔时代提升性能的关键。

  • AI算力需求爆发式增长,直接拉动先进封装技术扩张。

  • 预计2029年全球先进封装市场规模占比将达到50%。

  • 中国大陆封测企业规模全球领先,并在先进封装领域布局完善。

先进封装:AI 浪潮下芯片集成度持续提高,先进封装规模有望扩张精华内容

面对物理极限与成本瓶颈,半导体产业如何延续增长奇迹?先进封装技术给出了答案。

摩尔定律的瓶颈

当前 CPU、GPU 等高算力芯片已逼近单颗面积上限,性能提升依赖晶体管尺寸微缩。然而,制程微缩带来成本急剧攀升。据DIGITIMES数据,5nm制程晶圆厂投资额约为28nm的2.7倍。量产成本同样高昂,AMD统计5nm芯片量产成本约5.0美元/mm²,显著高于28nm的1.5美元/mm²。开发成本更是从28nm的0.48亿美元飙升至3nm的5.81亿美元,摩尔定律的经济可持续性面临严峻挑战。

先进封装的价值

先进封装是超越摩尔定律的关键路径。与传统封装侧重物理保护不同,先进封装如2.5D/3D IC技术更关注电路系统优化,能缩短互联长度、提升功能密度。其核心在于芯粒集成,通过组合不同功能的预制晶片,实现异构集成。据盛合晶微招股书,先进封装价值量可达传统封装的10倍以上,部分甚至达百倍,成为高算力芯片的必需技术。

AI浪潮的驱动

AI大模型的出现引爆了算力需求。英伟达数据显示,大模型出现后算力需求增速从每两年8倍跃升至275倍。全球算力规模预计从2024年的2207.0 EFLOps增长至2029年的14130.0 EFLOps,复合增长率45%。英伟达数据中心营收从2020财年的30亿美元增至2025财年的1152亿美元,正是这一趋势的缩影,其Hopper和Blackwell系列GPU均采用2.5D/3D IC先进封装方案。

市场规模展望

先进封装已成为行业增长核心引擎。Yole预测,2024至2029年全球先进封装市场复合增长率将达10.6%,远超传统封装的2.1%,届时其市场占比将提升至50%。中国大陆市场增速更为迅猛,预计同期复合增长率为14.4%,同样高于传统封装的3.8%。到2029年,中国大陆先进封装市场占比预计达到22.9%,增长潜力巨大。

先进封装不仅是应对摩尔定律放缓的技术方案,更是抓住AI时代机遇的战略支点。随着算力需求持续攀升,其在全球及中国半导体产业链中的地位将愈发重要,未来值得持续关注。

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