高端芯片竞争升级:算力需求推动封装与互连技术革新

2026-10-28 13:13:18未知 作者:徽声在线

《徽声在线》10月28日讯(记者 余诗琪)随着人工智能(AI)算力需求的迅猛增长,高端芯片产业链正经历着前所未有的变革与升级。

从图形处理器(GPU)与高带宽存储器(HBM)的深度融合,到数据中心芯片在供电与光互连技术上的突破,再到面向下一代通信技术的特色制造工艺探索,芯片产业的竞争已不再局限于单一环节,而是向更广泛的领域延伸。其中,部分技术已实现规模化应用,部分正步入客户验证阶段,更有企业前瞻性地布局尚未成熟的应用市场。

近日,ACCON 2026高端芯片产业创新发展大会在中国光谷盛大举行,集中展示了芯片设计、制造、封装测试及产业链配套领域的最新成果与技术突破。

《徽声在线》记者在现场采访发现,随着芯片系统复杂性的不断提升,行业关注的焦点已从单颗芯片的性能优化,逐步转向芯片间的连接技术、系统供电方案及制造工艺创新等关键环节。然而,在这些领域,企业的商业化进展与技术规划仍存在显著差异。

算力竞争从芯片层面迈向系统层面

AI算力需求的激增,正深刻改变着封测企业在高性能计算产业链中的角色与定位。

过去,AI芯片的关注焦点主要集中于GPU等计算芯片的性能表现。然而,随着算力系统规模的持续扩大,计算芯片与存储器之间的数据交换效率、芯片供电稳定性以及计算节点间的通信能力,已成为制约整个系统性能的关键因素。

中国科学院院士、武汉大学教授刘胜在接受《徽声在线》记者采访时指出,芯粒(Chiplet)技术与异构集成是高端芯片发展的两大重要方向。通过先进封装技术,将不同功能、不同制程的芯片进行高效集成,可以在一定程度上缓解先进制程受限所带来的挑战,推动芯片性能的持续提升。

与此同时,算力系统对封装技术的要求也在不断升级,供电等环节成为新的关注焦点。

通富微电副总裁李海荣向《徽声在线》记者透露,公司自2017年起便致力于电源管理相关封装技术的研发,业务范围涵盖不同层级的电源模块及芯片。随着高性能计算对供电效率要求的不断提高,垂直供电等创新技术方案正逐渐成为企业关注的热点。此外,数据传输环节也迎来了新的变革。

随着数据中心互连带宽的持续提升,光学器件与计算芯片之间的集成度成为产业界关注的焦点。除了传统可插拔光模块外,近封装光学(NPO)和光电共封装(CPO)等新技术也在不断发展壮大,为数据中心的光互连提供了更多选择。

李海荣认为,未来不同的光互连方案将根据成本结构和应用场景形成各自的市场份额,但其商业化进程仍面临散热、可靠性等挑战,需要企业不断加以完善与优化。

从计算芯片、存储器到电源管理和光通信,AI数据中心所涉及的多种芯片和器件正对封装企业提出更高的技术要求。这也使得封测企业能够参与的业务环节更加广泛与深入。

与此同时,芯片间更紧密的集成也对互连工艺提出了新的挑战与机遇。

华进半导体相关负责人戴风伟向《徽声在线》记者介绍,随着芯片互连间距的不断缩小,传统微凸点技术在更精细的键合环节面临诸多限制。而混合键合技术则通过铜-铜互连等方式,进一步缩短了芯片之间的连接距离,提高了互连密度,为芯片性能的提升提供了有力支持。

这一技术涉及表面处理、芯片切割、键合及后续封装等多个环节。尤其在芯片到晶圆(Die-to-Wafer)的混合键合过程中,专业封装企业能够承担更多工艺工作,发挥自身优势。

戴风伟表示,早期晶圆到晶圆的键合更多依赖于晶圆制造企业的工艺优势。然而,随着芯片到晶圆混合键合技术的发展,芯片切割、颗粒污染控制及后续封装的重要性日益凸显,也为专业封装企业提供了更多参与空间与机遇。

这意味着,芯片系统集成的技术变革正不断向材料、晶圆制造和封装等多个产业环节传导与渗透。

不过,戴风伟也强调,对于下游客户而言,采用何种先进封装技术并非最终目的。封装后的产品性能、工艺稳定性、可靠性以及成本等因素才是选择技术方案时更为重要的考量标准。

这一点也与刘胜院士的判断不谋而合。在他看来,异构集成涉及基板材料、封装设计、制造工艺及系统集成等多个环节,需要产业链上下游企业更加紧密地协作与配合,共同推动高端芯片产业的持续发展。

从5G到6G:特色工艺提前布局与探索

除了AI算力需求外,下一代通信技术也在对上游芯片制造提出新的要求与挑战。

在此次大会上,武汉新芯副总经理、技术研发中心负责人周俊以SOI技术在通信和智算领域的应用为主题,详细介绍了公司面向6G的技术布局与战略规划。

在周俊的分享中,6G带来的变革并不仅仅局限于通信速率的进一步提升。未来移动通信还将向空天地海一体化网络发展,并逐步推动通信、感知、计算及智能技术的深度融合与创新。

通信应用的变化也意味着终端需要支持更多频段与制式。

周俊介绍,从1G发展到5G,移动通信使用的频谱不断拓展与丰富。面向6G时代,高、中、低频仍将承担不同的通信功能与任务。而更复杂的频段组合也将对终端射频器件提出更高的要求与挑战。

对于芯片企业而言,这些需求最终将体现在射频开关、低噪声放大器、滤波器等具体器件的性能提升与优化上。

除了提高性能外,如何控制器件尺寸和功耗同样是需要解决的关键问题。周俊举例称,随着手机支持的通信频段不断增加,需要集成的射频器件也越来越多。然而,手机内部空间有限,如果芯片占用过多面积,就会挤压电池等其他部件的空间,影响手机的整体性能与用户体验。

因此,更高集成度、更小尺寸和更低功耗的射频器件成为下一代通信芯片需要重点研究的方向与目标。

其中,SOI(绝缘体上硅)是通信芯片使用的一类重要制造技术。RF-SOI已广泛应用于射频开关等器件中,并随着终端通信需求的变化而持续演进与升级。

周俊介绍,武汉新芯自2021年起便开始布局相关SOI工艺的研发与应用。经过多代技术迭代与积累,公司已经具备了面向现有通信应用的制造能力,并继续深入研究适应未来更高频率需求的技术方案与产品。

这一方向也是武汉新芯近年来持续完善的特色工艺平台的重要组成部分与核心方向。

今年8月,武汉新芯发布了面向未来十年的“芯光计划”,提出重点发展三维集成、光电融合及SOI等方向与技术。按照公司此前公开披露的信息,武汉新芯已建成12英寸RF-SOI及硅光量产平台,相关技术应用涉及无线通信、光通信和高性能计算等多个领域与场景。

不过,现有工艺平台具备量产能力并不意味着面向6G的新产品已经形成规模订单与市场份额。相比现有通信市场而言,6G相关技术仍处于发展阶段与探索时期,未来具体应用及商业化进度尚待进一步明确与落实。

但值得注意的是,从AI算力到光通信、下一代无线通信等领域虽然面向不同的终端市场与用户需求,但都与武汉原有的半导体和光电子产业基础存在紧密联系与协同效应。

刘胜院士在接受《徽声在线》记者采访时表示,武汉在存储芯片、光电子等领域已有较长时间的产业积累与沉淀。长江存储、武汉新芯以及相关科研平台构成了当地的重要产业基础与核心竞争力。他尤其关注硅电子与光电子的进一步结合与创新发展。在其看来,武汉既有集成电路制造能力又有光电子产业基础,未来在光电集成等方向具有进一步开展产业协作的空间与潜力。

而在武汉本地,随着芯片制造企业不断拓展工艺平台与产品线,产业链配套也在向更细分的环节延伸与拓展。半导体工业软件便是其中一例与典型代表。

此次大会上,武汉企业武创芯研发布了10个面向半导体制造、封装及可靠性等环节的工艺仿真软件模块,尝试通过物理建模和仿真计算等手段帮助企业提前筛选工艺参数、减少实际生产中的重复试验与成本投入。

武创芯研负责人张适向《徽声在线》记者介绍,公司此前已与北方华创、京东方等企业开展过工艺仿真或可靠性相关服务合作,并取得了显著成效与经验积累。相关服务业务收入已超过千万元人民币,为公司的发展奠定了坚实基础。

不过,从项目服务转向软件产品销售仍需要经过客户验证与市场考验。张适透露,公司目前已有数家企业表达软件试用意向,并另有一笔百万级的软件合同处于洽谈阶段与准备过程中。

张适认为,国产半导体工业软件面临的一项实际困难是如何获得更多真实制造场景与数据支持,通过产线数据和客户反馈持续完善产品功能与性能表现。

从AI算力带动的先进封装、光互连需求到面向6G提前布局的特色工艺再到逐步进入客户体系的国产工业软件等领域来看,高端芯片产业的需求正在向更多细分环节延伸与拓展,为产业链上下游企业带来了更多机遇与挑战。

(徽声在线记者 余诗琪)

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