在芯片集方法中，处理器被分解成多个较小的裸片（Chiplet），然后集成在一个封装中，而不是集成在一个大型裸片中。先进封装技术是实现小芯片系统的关键。与传统封装（PCB 上的引线键合单芯片）不同，先进方法包括2.5D 集成（使用中间硅中介层或桥接器在小芯片之间扇出连接）和3D 集成（其中芯片垂直堆叠）。值得注意的是，台积电的CoWoS已成为 2.5D 封装的代名词：它使用带有密集硅通孔 (TSV) 的硅中介层将多个芯片（逻辑芯片、内存）连接为一个，突破了标准基板的密度限制。台积电 SoIC（系统级集成电路芯片）代表用于高密度垂直堆叠的 3D 芯片上键合。竞争方法包括英特尔的 EMIB（嵌入式多芯片桥接器）。以及三星的 2.5D 平台I-Cube（在中介层上集成芯片）和 3D 堆叠技术X-Cube；这些技术瞄准的是高性能计算芯片。

本质上，Chiplet 和先进封装密不可分——异构集成如今已成为半导体领域的关键创新前沿。本报告深入探讨了截至 2025 年的 Chiplet 和先进封装市场格局，涵盖产能与供应、高带宽存储器的采用、主要参与者的市场份额、成本趋势以及专家展望。

全球产能和区域扩张努力

亚太地区占据先进封装生产的主导地位，其中中国台湾和韩国为首。尤其是台积电 (台湾)，多年来一直大规模投资于先进封装能力。2024 年，台积电的 CoWoS 产量约为每月 45,000-50,000 个晶圆封装，台积电的CoWoS 生产线多年来一直处于销售一空的状态。主要是由Nvidia、AMD 和其他 AI 芯片制造商 供应。为了缓解瓶颈，台积电一直在迅速扩建位于台湾竹南和新竹的工厂，甚至还计划在台湾嘉义等地建立新的先进封装工厂。

在压力下，台积电也在地域上分散其封装足迹。在美国，台积电宣布计划在其亚利桑那州园区建设先进封装产能。韩国是另一个重要枢纽——除了三星的努力（如下所述）之外，内存巨头 SK Hynix和三星都在内部进行 HBM 堆叠，并正在提升这些后端能力。。英特尔作为 IDM 和新兴代工企业，正在积极进军先进封装领域。英特尔的 3D 封装技术 (Foveros) 和 2.5D 技术 (EMIB) 均由其自主研发，用于自己的芯片，但英特尔现在也向代工客户提供这些功能。该公司一直在大力扩建产能：在马来西亚槟城，英特尔最大的先进封装工厂（71 万平方英尺的洁净室）于 2023 年底竣工，英特尔还在美国扩大封装业务，尤其是在新墨西哥州，它在那里拥有一个用于 Foveros/EMIB 的先进封装中心 (Fab 9)，同时在俄亥俄州和亚利桑那州也建设了新的晶圆厂（确保未来为其代工客户提供现场封装）。英特尔正在大力推广其封装实力，甚至有报道称，英伟达和AMD也已与英特尔合作进行测试，以备不时之需。三星也加入了先进封装竞赛，以补充其代工业务。三星的I-Cube（Interposer Cube）2.5D 技术和X-Cube 3D 堆叠旨在为高性能应用集成逻辑和内存。三星正计划在中国（苏州）增加新产能，以增强其内存产品的封装。展望未来，三星正在为 2025 年的 HBM4 做准备，并计划为下一代内存堆栈提供3D 封装服务。

传统的外包封装和测试供应商 ( OSAT ) 正在大力扩张以保持竞争力。全球最大的 OSAT日月光科技控股已通过其硅品精密工业 (SPIL) 部门投资高端封装，该部门实际上有资格与台积电合作进行 CoWoS 封装。与此同时，第二大 OSAT安靠科技于 2023 年底在越南开设了一家新的尖端封装工厂，引起轰动。安靠越南工厂预计将进行高密度硅中介层组装和测试——其他值得注意的 OSAT 举措包括提供 2.5D 集成服务的长电科技（中国最大的 OSAT）和日月光的子公司硅品工业（SPIL）达成封装某些定制 AI 芯片的交易（例如，博通 TPU 订单的一部分）。

甚至专注于内存的公司也在投资封装以确保 HBM 供应。领先的 HBM 供应商SK Hynix宣布在先进封装研发和产能方面投资 10 亿美元，称其为未来 50 年的“未来重点” 。SK Hynix 还正在美国（印第安纳州）建造一座大型 HBM 组装厂，计划于 2028 年开始生产。美光公司于 2025 年在新加坡破土动工，投资 70 亿美元建造 HBM 封装厂，目标是到 2027 年实现量产。这些项目得到政府激励措施（例如美国《芯片法案》）的支持，将创造新的区域内存芯片堆叠产能，并可能将其与逻辑电路集成。到 2020 年代后期，我们应该会看到一个不再以台湾为中心的封装网络，东南亚、美国甚至欧洲都拥有大量高端产能（英特尔还宣布将在波兰建立一家新的封装/测试工厂。

交货时间和供应限制：新的瓶颈

越来越明显的是，先进封装已成为半导体供应链中的关键瓶颈。传统上，前端晶圆厂的产能是制约因素，而如今，即使芯片制造完成，也可能需要排队数周甚至数月才能完成封装。

这导致封装部件的交付周期延长，尤其是使用 HBM 的部件。

另一个挑战是先进封装产能在地理上集中，这带来了风险。超过 80% 的尖端封装（用于 AI/HPC 的 2.5D/3D）发生在亚洲（中欧台湾、韩国和中国大陆的一些地区）。一次中断可能会产生巨大影响。地缘政治动向也迫在眉睫：中美贸易紧张局势导致对先进芯片技术的出口管制，2025年美国政府一度考虑对进口半导体征收关税。如果广泛实施，此类关税可能会对全球芯片的典型流通造成不利影响，考虑到大幅扩大产能需要时间，预计至少到2025年交货时间仍将很长。

HBM 的采用和 Chiplet 设计趋势
小芯片的兴起与HBM（高带宽内存）的采用齐头并进，HBM 成为向这些计算引擎提供数据的首选解决方案。HBM 是一种专用的3D堆叠 DRAM，位于封装内，提供比传统外部内存高一个数量级的带宽。

为了将 HBM 集成到设计中，芯片架构师不得不采用异构集成技术——本质上是芯片集 (chiplet) 设计。与其采用效率低下的 GPU 芯片集搭配巨大的片上 SRAM，不如采用 GPU 芯片集 + HBM 芯片集，并将其集成在中介层上。

然而现在，人工智能的经济效益证明了 HBM 无处不在——吞吐量的提升超过了成本。

值得注意的是，虽然内部小芯片设计占主导地位（每家公司都为其产品制造定制芯片），但人们对开放的小芯片生态系统很感兴趣。就目前而言，“小芯片经济”主要集中在能够投资整个多芯片系统设计的大公司内部。

随着 AI 模型对内存带宽的需求不断增加，高带宽内存集成度将持续增长。HBM3E计划于2025年实现更高的速度（每堆栈约1.2 TB）。进一步来看，HBM4 将于 2026-27 年问世，可能会增加 DRAM 层数（12 层或 16 层堆栈），甚至引入内存逻辑（DRAM 层下方高级节点上的“基础逻辑芯片”）。有趣的是，这意味着内存供应商自己将在 HBM 中使用 chiplet 概念- 本质上是将 HBM 堆栈的基础转变为逻辑 chiplet（基于 3-5 nm 技术），用于处理上述 DRAM 的电源管理、ECC 和 RAS 功能。这模糊了内存和逻辑之间的界限，并且需要内存供应商和代工厂之间的紧密合作（事实上，据报道 SK Hynix 和 Micron 将把他们的 HBM4 基本芯片制造外包给台积电的 3 nm，而三星计划使用自己的 4 nm 作为其 HBM4 基本芯片）。所有这些都进一步束缚了生态系统——所有这些都进一步束缚了生态系统——到 HBM4 到来时，一个封装可能需要三个不同的工艺节点（3 nm 上的 GPU、5 nm 上的 HBM 基本芯片、专用 DRAM 节点上的 DRAM 层）。这种异构性必须通过先进的封装来结合。掌握这种集成（并解决诸如在微小区域内消耗千瓦的堆栈的散热等挑战）的公司将处于领先地位。

市场份额：先进封装领域的代工厂与 OSAT

先进封装市场无论在规模还是战略重要性上都正在经历强劲增长。到 2024 年，先进封装服务（包括倒装芯片、扇出型、2.5D/3D 等）的收入将达到约400 亿美元，约占整个半导体封装市场的 57% 。

随着这种转变，封装供应商的竞争格局也在发生变化——代工厂商（如台积电、三星、英特尔）现在是重要的封装供应商，而不仅仅是过去的 OSAT 公司。

台积电是代工厂中最大的先进封装供应商。长期以来，台积电一直以芯片制造而闻名，其集成服务（CoWoS、SoIC 及其扇出技术 InFO）已发展成为价值数十亿美元的业务线。

尽管如此，OSAT 公司仍然总体上处理大部分封装，特别是对于不太先进的封装和纯粹的单位数量。日月光科技在与 SPIL 合并后，是迄今为止全球最大的封装商。

2024 年，日月光的封装和测试收入接近190 亿美元，其中一半以上被视为先进封装。日月光在高端领域的份额很重要，特别是因为它与台积电合作进行 CoWoS 分包，并运营自己的扇出型生产线。第二大 OSAT 安靠 ( Amkor)的收入约为 70 亿美元，并已转向先进的 SiP（其在越南的新工厂就是这一雄心的证据）。中国大陆的长电科技和台湾的力成科技(PTI) 是其他专注于先进节点的主要 OSAT（PTI 专门从事内存堆叠，而长电科技为中国国产芯片引入了 2.5D 封装）。

查看各个细分市场的份额很有用：在尖端的 2.5D/3D 细分市场（如基于中介层的集成），台积电凭借 CoWoS 占据了最大份额。

在更主流的先进封装（先进节点的倒装芯片、扇出型晶圆级封装等）中，OSAT 仍然占据非常强势的地位。

而 ASE 等公司在消费和汽车芯片领域处于领先地位。现阶段，三星和英特尔主要将其先进封装用于自己或专属客户的产品，因此它们在商业市场的份额很小——但如果英特尔的代工业务增长，这种情况可能会改变（英特尔凭借经验自诩为“先进封装的领先生产商”，已出货 100 多种采用 2.5D/3D 封装的产品，尽管大多数是内部产品）。三星已经为一些使用三星代工晶圆的客户进行过封装，但它尚未大规模出售封装作为一项独立服务。

一个重大动态是，代工厂和 OSAT 现在在曾经界限分明的领域直接竞争。台积电的成功实际上迫使 OSAT 向价值链上游移动（因此日月光投资于 CoWoS 能力）。相反，英特尔大力提供封装服务可能会使其与 OSAT 展开竞争或合作。英特尔已表示愿意外包部分封装业务——例如，它与日月光合作完成了 Ponte Vecchio 组装的某些步骤。

从市场份额来看，Yole Research 估计，到 2023 年，先进封装将占整个 IC 封装市场的 44%（约占 860 亿美元中的 380 亿美元）。其中，台积电是高端封装收入最大的单一参与者，而如果包含所有先进格式，日月光则是总体收入最大的参与者。。安靠 (Amkor)同样预计其新功能将带来增长。我们还看到像富士康（以电子组装而闻名）这样的新进入者正在关注半导体封装——该公司甚至在 2022 年收购了一家芯片封装工厂。

总而言之，先进封装领域代工厂与封测（OSAT）之间的界限正在变得模糊。目前，代工厂主导着顶级芯片（尤其是AI/HPC）的超复杂2.5D/3D集成，而这正是芯片市场（以及收入增长）的主要驱动力所在。

这些行业之间的竞争与合作，可能会决定未来产能的提升方式，以及先进封装如何被更广泛的芯片设计商所接受。

定价趋势和成本驱动因素

先进的封装和芯片集成带来了巨大的优势，但也带来了新的成本结构。通常，与传统的单芯片封装相比，2.5D/3D封装的单片器件成本会显著上升。造成这种情况的因素如下：

昂贵的材料和基板，复杂的组装工艺， 产量考虑，测试和良率恢复成本。电源/热管理成本。
另一方面，先进节点的单晶体管成本飙升，先进封装服务本身（代工厂/OSAT 的收费标准）的定价趋势尚未公开，

展望未来，如果新技术投入生产，成本驱动因素可能会有所缓和

行业观点和最新发展

行业专家经常强调小芯片和封装技术对半导体未来的重要性。NVIDIA 首席执行官黄仁勋尤其直言不讳：他在2022年的GTC会议上宣称“摩尔定律已死”，并暗示持续的扩展将来自“先进的晶圆上芯片上基板技术”（即 CoWoS），而不仅仅是晶体管的缩小。

台积电领导层也经常强调先进封装。台积电首席执行官魏哲家和他的团队指出，他们“全力以赴”投资先进封装，以满足巨大的云 AI 需求。

Yole 和 TrendForce 等分析公司将先进封装称为半导体价值链的“下一个战场” 。

从分析师评论的角度来看，许多人认为小芯片的经济效益与技术本身一样引人注目。他们预计先进封装在其收入结构中的占比将越来越大，并且他们正在相应地投资于工具和人才。

日月光首席执行官 Tien Wu 以封装是摩尔定律的“最后一英里”而闻名——本质上，集成将在晶体管缩放停止的地方重新开始，从而实现持续改进。

最后，值得一提的是政府和政策支持。美国、欧洲、日本等国都已启动举措，加强国内封装能力，并将其视为战略差距。印度是另一个值得关注的参与者——作为其半导体使命的一部分，印度正试图建立 OSAT 设施

许多国家的目标是至少拥有国内关键芯片（尤其是国防或关键行业芯片）先进封装的能力。

总而言之，到2025年， Chiplet和先进封装将成为半导体行业的中心舞台。这项技术已证明其在推动人工智能计算繁荣方面的价值，虽然短期供应限制和高成本持续存在，但异构集成在几乎所有计算领域——从云端人工智能到边缘设备甚至消费电子产品——的广泛应用趋势显然是朝着更广泛地采用异构集成的方向发展。正如一位行业首席执行官所说，“我们正在进入Chiplet时代” ——掌握先进封装将是决定谁在这个半导体新时代领先、谁落后的关键。