国产AI芯片破局：国产TCB设备首次完成CoWoS封装工艺测试

DeepSeek的突破性进展，让中国在AI产业领域似乎迅速缩小了和美国的差距，然而整个国产大模型的运行仍高度依赖英伟达的芯片支持。尽管国产GPU设计能力迅速提升，但随着台积电对中国大陆的供应限制，高端GPU的国产化制造成为中国AI产业发展的关键挑战，尤其是CoWoS先进封装制程的自主化尤为紧迫，目前中国大陆产能极少，且完全依赖进口设备，这一瓶颈严重制约着国产AI发展进程。在此背景下，普莱信智能开发的Loong系列TCB设备，通过与客户的紧密合作，率先完成了国产AI芯片的CoWoS-L测试打样，实现了国产TCB设备在AI芯片CoWoS封装领域的首次突破。

CoWoS封装——AI芯片高密度集成的基石

随着AI大模型、自动驾驶、高性能计算（HPC）的爆发式增长，传统芯片封装技术已无法满足算力密度和能效比的需求。台积电推出的CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）技术，通过将逻辑芯片、高带宽内存（HBM）、硅中介层等异构元件三维堆叠集成，成为AI芯片的“终极封装方案”。其核心优势在于：

1、超高密度互联：利用硅中介层实现微米级TSV（硅通孔）互连，布线密度较传统2D

封装提升10倍以上，突破数据传输瓶颈；

2、极致能效比：HBM与GPU/ASIC芯片的“近存计算”架构，将数据传输功耗降低50%，显著提升能效比；

3、卓越异构集成能力：突破传统封装限制，支持多芯片、多工艺节点（如7nm逻辑芯片+40nm硅中介层）混合封装，为芯片设计提供更大自由度。

TCB设备——CoWoS封装的心脏与技术制高点

在CoWoS封装流程中，热压键合（Thermal Compression Bonding, TCB）是决定良率与性能的核心环节。其作用包括：

1、精准连接：以微米级精度将芯片与中介层或基板对准，通过热压实现铜柱凸点（Cu Pillar）的共晶键合；

2、热应力控制：在高温高压下平衡芯片翘曲，避免微裂纹或界面分层；

3、多层堆叠：支持HBM与逻辑芯片的多次键合，确保信号完整性。

应用于CoWoS封装的热压键合（TCB）设备，精度要求极高，通常不低于±1.5μm，甚至新一代的TCB设备，精度要求达到亚微米，要在这种对温度、压力严格控制环境下，实现稳定的精度和力控，全球现在只有国际少数几家半导体设备巨头能生产TCB设备，如新加坡ASM Pacific、美国Kulicke & Soffa，韩国Hanmi等。同时，随着AI芯片尺寸增大（如英伟达GB200芯片达130×90mm），设备需支持更大键合面积、更高精度及多芯片同步对准，及对无助焊剂封装的要求，Fluxless的键合与自适应翘曲补偿技术成为未来趋势。

全球CoWoS市场爆发式增长，中国需求激增与产能瓶颈并存

据Yole Développement预测，2023年全球CoWoS封装市场规模已突破35亿美元，未来三年将以年均42%的复合增长率快速扩张，预计2026年市场规模将超100亿美元。其中，AI芯片贡献超70%需求——仅英伟达H100/H200、AMD MI300X等旗舰产品，单颗芯片即需1-2片CoWoS中介层，而2024年全球AI芯片出货量预计达150万颗，拉动CoWoS产能缺口持续扩大。

中国作为全球AI芯片第二大市场，CoWoS封装需求正急速攀升：华为昇腾910B、寒武纪思元590、壁仞BR100等国产AI芯片已进入CoWoS量产阶段，单颗芯片中介层需求达2-4片；互联网巨头（如百度、阿里）自研AI芯片亦加速导入CoWoS。

据测算，2024年中国大陆CoWoS封装市场规模将达8亿美元，2026年有望突破25亿美元，年增长率超70%。但核心瓶颈在于包括TCB设备在内的关键设备100%依赖进口，且美国可能将高端TCB设备纳入对华半导体设备禁令，导致产能扩张计划面临“无米之炊”风险。

美国禁令倒逼国产化，TCB设备成AI芯片制造破局关键

美国商务部工业与安全局（BIS）已将CoWoS相关技术列为“重点关注领域”，若对TCB设备实施出口管制，中国大陆先进封装产线或将陷入停滞。例如：ASM Pacific已暂停向部分中国客户供应TCB系列设备；Besi的LAB设备对中国客户实施“逐案审查”。在此背景下，TCB设备国产化不仅是商业需求，更是AI芯片供应链安全的生死线。

3月26-28日，SEMICON China展会期间，普莱信（展位号：N1-1285）将携TCB热压键合机Loong（国产唯一HBM/CoWoS键合设备）、巨量转移式板级封装设备XBonder Pro、高速夹焊系统Clip Bonder、多功能超高精度机DA403等亮相。

审核编辑 黄宇