三星电机联手高通研发2.1D封装 有机桥片对标英特尔EMIB

韩媒 THE ELEC 于 9 月 14 日报道称,三星电机(Samsung Electro-Mechanics,SEM)正与高通合作开发面向人工智能(AI)半导体芯片的 2.1D 先进封装,双方在异构集成技术平台上已进行超过一年的研发与认证。这一动向被视为基板厂商向上游先进封装环节延伸的重要信号,也折射出 AI 芯片供应链为降低成本、分散产能而积极寻找新路径。

什么是 2.1D:在 2D 与 2.5D 之间“卡位”

当前 AI 加速器的主流封装路线是 2.5D:在一整片硅中介层上,把计算芯片与高带宽内存(HBM)互连起来,台积电的 CoWoS 是其中的代表方案。2.1D 则是在 2D 与 2.5D 之间取折中——不再铺设整片硅中介层,而是只在芯片边缘用几小块“桥片”完成互连,从而兼顾互连密度与成本。

据 THE ELEC 披露,三星电机与高通的 2.1D 封装采用嵌入式有机桥片,设计思路类似英特尔的嵌入式多芯片互连桥(EMIB),但用更平价的有机材料取代了 EMIB 中的硅桥片。这一选择有两个直接目的:一是降低制造成本,二是规避英特尔持有的 EMIB 相关专利。

技术目标:用精细布线换取更高带宽

三星电机尝试的有机桥片,可以理解为由重布线层(RDL)工艺形成 5 至 7 层微电路的小型衬底。其目标指标包括:实现 1.5 至 2 微米的线宽与线间距、4 至 5 微米的通孔尺寸,以及每平方毫米 500 至 1000 的图案密度。

与传统的倒装芯片球栅阵列(FC-BGA)堆叠式电路相比,有机桥片能够实现更精细的布线,从而带来更高的输入/输出(I/O)带宽。对 AI 加速器而言,随着 HBM 堆栈层数持续增加,互连密度与带宽正成为决定性能的关键瓶颈之一,这也让 2.1D 这类“够用且更便宜”的方案有了现实空间。

为什么是高通与三星电机

对高通来说,2.1D 路线具有明确的供应链意义。近年来 CoWoS 产能长期紧张,月产能虽从约 1.2 万片爬升至数万片仍供不应求,价格与排期都掌握在代工厂手中。自行牵一条 2.1D 封装路线,既能压低封装成本,也能在台积电之外攒出第二供应选项,降低“鸡蛋放在一个篮子里”的风险。高通面向数据中心的下一代 AI 加速器 AI200,其封装基板正由三星电机量产,双方的合作具备延续基础。

对三星电机而言,这是一次顺理成章的能力上探。据韩国媒体报道,三星电机自 2022 年起量产服务器用 FC-BGA 基板,并在 AI 基板领域投入约 1 万亿韩元;其高端基板基本处于售罄状态,价格亦上调约一成。在 9 月 9 日至 11 日于仁川松岛举行的“KPCA Show 2026”上,三星电机已集中展示 2.5D、2.1D、玻璃基板等五类下一代封装基板技术,其中 2.1D 被描述为“无需硅中介层即可实现芯片间直接连接”的方案。

需要区分的是,承担晶圆代工的是三星电子,而出手 2.1D 封装的是集团内负责基板与元器件的另一家法人三星电机。业界观点认为,2.1D 正是基板厂商能够主导发挥的领域——它把传统上属于台积电与英特尔的后道环节,拉进了基板厂的能力圈。

短板与前景

有机桥片并非没有局限:其线宽精度目前仍追不上硅中介层,而 AI 芯片对互连密度的需求只会越来越高。2.1D 能否真正走向量产,取决于有机材料在良率、可靠性与密度上的持续突破。可以预见的是,在“全上 2.5D 太贵”与“完全回到 2D 不够用”的夹缝里,2.1D 这种折中方案还会被更多厂商纳入考量。


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