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根据中国科学院科技论文预发布平台ChinaXiv最新公示论文,华为半导体负责人何庭波于7月3日发布《面向多层级电子系统的时间缩微理论》(业内也称韬定律)V2版本。V2版本在原有理论框架基础上补充了大量工程落地细节、实测量化数据与产品演进路线。
韬定律技术路线的持续验证与产品化推进,将带动先进封装、3D堆叠、混合键合设备、EDA工具等环节的需求扩容。其中,先进封装环节最为直接受益,逻辑折叠技术依赖3D异构堆叠、混合键合等工艺,封测企业产能需求与技术附加值同步提升。
一、摩尔定律正逐步逼近物理与经济极限
随着制程节点不断推进,摩尔定律正逐步逼近物理与经济极限。按照摩尔定律,集成电路上可容纳的晶体管数量约每18—24个月翻一倍,晶体管尺寸的持续缩小与密度提升推动了芯片性能提升和功耗下降。过去几十年,摩尔定律一直指引着集成电路产业发展,但在先进制程节点下,其可持续性正面临严峻挑战。
一方面,当前CPU、GPU、AI芯片等高算力芯片已逐渐逼近单颗芯片面积上限,性能提升更多依赖于进一步微缩晶体管尺寸、在有限面积内集成更多晶体管;另一方面,随着制程持续微缩,芯片制造的设备成本、量产成本与开发成本显著攀升,且产品良率面临更大压力。
据DIGITIMES,5nm制程晶圆厂若要实现5万片/月产能,所需投资高达160亿美元,约为28nm制程的2.7倍;根据AMD统计,5nm制程芯片的量产成本约为5.0美元/mm²,显著高于28nm制程的1.5美元/mm²;在开发成本方面,据IBS,3nm制程芯片的开发成本高达5.81亿美元,远高于28nm制程的0.48亿美元。
二、先进封装为后摩尔时代破局关键
传统封装与先进封装主要以是否采用引线焊接来进行区分,传统封装通常采用引线键合的方式实现电气连接,而先进封装通常采用凸块(bump)等方式来实现电气连接。从封装效果来看,传统封装更加关注物理连接层面的优化,本身对芯片的功能不会产生实质变化,主要起到保护、嵌套、连接的作用;先进封装更加关注电路系统层面的优化,除常规的保护、嵌套、连接外,还可起到缩短互联长度、提高互联性能、提升功能密度、实现系统重构等作用,是现代集成电路制造技术的关键环节。
先进封装有望在人工智能浪潮下实现快速发展。过去,CPU、GPU、AI芯片、FPGA等高算力芯片的性能提升主要依靠晶圆制造技术的进步,但是随着摩尔定律逼近极限,通过制程推进持续提升芯片性能的难度快速增加。芯粒多芯片集成封装技术能够突破单芯片集成下加工尺寸、功耗墙、内存墙等的限制,可以持续提升芯片系统的性能,是后摩尔时代持续发展高算力芯片的有效方式,已经成为高算力芯片必需的封装技术,是构建支撑算力基础设施的高算力芯片完整供应链的关键环节。比如,英伟达最主要的Hopper和Blackwell系列AI GPU,以及博通公司最主要的AI芯片均使用2.5D/3D IC的技术方案。
先进封装已经成为海外几家龙头争夺AI芯片平台主导权的关键抓手。台积电依托CoWoS、InFO、SoIC和3D Fabric体系,持续强化从先进制程到2.5D/3D异构集成的一体化能力,在AI GPU、HBM集成和高性能计算封装领域处于领先位置。英特尔则围绕EMIB、Foveros、EMIB 3.5D以及玻璃基板等路线推进系统级代工能力,希望将先进封装打造为Intel Foundry的核心差异化能力。三星基于I-Cube、H-Cube、X-Cube以及一站式先进封装服务持续发力,试图打通晶圆代工、存储与先进封装能力,提升对高性能及AI芯片客户的整体交付能力。AMD自身并非封装代工厂,但在MI300等产品上深度采用Chiplet + HBM + 先进封装方案,主要依赖台积电CoWoS等外部先进封装能力,核心目标是保障AI GPU的量产节奏与系统性能密度。
三、先进封装是实现韬定律的重要路径
华为的“τ(韬)定律”由何庭波在2026年5月于ISCAS2026大会上首次系统提出。其提出背景,是摩尔定律在物理和经济层面都逐渐逼近极限:几何尺寸继续微缩的成本过高、难度大,而算力需求却在AI、大模型等推动下持续上升,中国在先进制程设备上还存在受限现实。在这种约束下,华为试图给出一条“不再单一依赖线宽微缩”的国产半导体技术路线。
τ定律的核心,是把“时间缩微”作为新的演进主线。这里的τ指电路的时间常数,反映信号完成一次稳定跃迁所需的时间。τ定律强调,从器件结构、版图与互连、电路架构到封装与系统形态多个层级协同,通过“逻辑折叠”、三维集成、路径重构等方式主动缩短信号传播路径、降低寄生参数,从而压缩τ,提升晶体管等效密度与整机性能,而不是一味追求更小的几何节点。
先进封装是实现韬定律的重要路径。从技术机理看,韬定律强调由传统几何缩微进一步转向时间缩微,核心在于缩短信号路径、降低互连延迟并压缩关键路径τ。先进封装、 Chiplet与3D集成正是实现这一目标的关键工程抓手,其本质是通过2.5D/3D封装、TSV、混合键合、高密度RDL等工艺,将原本在平面展开的关键逻辑路径在三维空间中重新布局、折叠与堆叠,从而在物理层面缩短互连长度、降低寄生电阻和寄生电容,实现对系统关键路径τ的显性优化。该环节既具备较高技术门槛,也是韬定律后续工程化落地和产业化放量的重要前提。
四、核心标的
长电科技:全球领先的集成电路成品制造与技术服务提供商,封测服务覆盖DRAM、Flash等各种存储芯片产品;拟投资78亿元在上海临港建设高端先进封测工厂。
甬矽电子:专注于中高端先进封装,2.5D/3D封装产品线已通线,基于硅转接板和硅桥方案的2.5D产品均实现客户送样验证;拟投资建设微电子高端集成电路IC封装测试三期项目,计划总投资103亿元,主要产品线包括BUMP、2.5D、FC类等。
盛合晶微:中国大陆2.5D收入规模排名第一,12英寸Bumping产能规模为中国大陆最大;2.5D技术平台涵盖硅通孔转接板、扇出型重布线层和嵌入式硅桥等主流方案,已形成全流程2.5D技术体系和量产能力。
通富微电:AMD最大的封测供应商,深度锁定AMD供应链并占据其封测订单大部分份额;拟投资8.88亿元提升存储芯片封测产能,建成后年新增84.96万片产能。
华天科技:板级封装产品已小批量生产;有存储芯片封测业务,已完成ePoP/PoPt高密度存储器封装技术的开发。
深科技:国内高端存储芯片封测龙头企业,合肥基地已满产并根据客户需求扩产。
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来源:策金说
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