解析三星先进封装技术，对比台积电与英特尔

集成电路产业通常可细分为芯片设计、芯片制造、封装测试三大核心领域。其中，芯片制造堪称集成电路产业中门槛最高的环节，目前在高端芯片制造领域，仅剩下台积电（TSMC）、三星（SAMSUNG）和英特尔（Intel）三家巨头。

随着先进封装技术的迅猛发展，芯片制造和封装测试的界限逐渐模糊，二者呈现出融合的趋势。令人惊讶的是，在先进封装领域的高端玩家，同样是台积电、三星和英特尔这三家，传统的封测厂商已被远远抛在身后。

深入解读这三家企业的先进封装技术，我们已经分别对台积电和英特尔的先进封装技术进行了解读，今天，我们将详细剖析三星的先进封装技术。

在高端芯片制造领域，三星一直试图与台积电一争高下，率先采用了 GAA 全环绕栅极等最新技术。然而，在良率方面，三星始终被台积电力压一头。在先进封装领域，相较于台积电和英特尔，三星的存在感稍显不足。除了 FoPLP 是三星首创之外，多数时候三星更像是一个跟随者。在半导体领域，率先提出技术的企业未必能笑到最后，在持久战中胜出的往往是后来者。就像三星曾经是 HBM 的首创者和领导者，但如今已被竞争对手超越，在竞争中处于下风。

三星的先进封装技术主要分为两大类：属于 2.5D 封装的 I - Cube 和属于 3D IC 的 X - Cube。为了更清晰地理解三星先进封装技术的结构和特点，我们将其与台积电、英特尔的先进封装技术进行对比。

I - Cube 首先分为 I - Cube S 和 I - Cube E。其中，S 代表 Silicon Interposer（硅中介层），E 代表 Embedded Silicon Bridge（嵌入式硅桥）。

●I-Cube S

三星对 I - Cube S 的介绍显示，它兼具高带宽和高性能的优势，即使在大中介层的情况下，仍具备出色的翘曲控制能力。它不仅拥有超低存储损失和高存储密度的特点，还大幅改进了热效率控制能力。此外，I - Cube S 是一种异构技术，将逻辑芯片与一组高带宽存储器（HBM）裸片水平放置在一个硅中介层上，实现了高算力、高带宽数据传输和低延迟等特性。从结构上看，I - Cube S 和台积电的 CoWoS - S 相同，都是将芯片安装在硅转接板上，然后再安装在基板上。

●I-Cube E

I - Cube E 与 I - Cube S 采用的整体硅转接板不同，它采用将硅桥嵌入 RDL Interposer（重新分布层中介层）中，既具备硅桥的精细成像优势，又拥有大尺寸、无硅通孔（TSV）结构的 RDL 中介层。这样，在高密度互连区域采用硅桥，其它区域则采用 RDL Interposer 进行互连。三星的 I - Cube E 和台积电的 CoWoS - L 结构相近，二者都借鉴了 Intel 的 EMIB 技术。

●H-Cube

H - Cube 采用了混合基板结构，先将 Silicon Interposer 安装在 ABF（Ajinomoto Build - up Film）基板上，然后再安装到 HDI（高密度互连）基板上。H - Cube 将精细成像的 ABF 基板和 HDI 基板技术相结合，可在 I - Cube 2.5D 封装中实现较大的封装尺寸。从结构上看，H - Cube 是在 I - Cube S 的基础上增加了一层 ABF 基板，可进一步提高布线密度。但从基板技术的发展趋势来看，H - Cube 可能只是一种过渡产品，因为只要 HDI 基板支持的布线密度足够高，ABF 基板就可省略。因此，三星将 H - Cube 划分到了 I - Cube 的类别中。

●X-Cube

X - Cube 属于 3D 封装，也可称为 3D IC，通过 TSV（硅通孔）技术将上下芯片直接进行电气连接。X - Cube 分为 X - Cube (bump) 和 X - Cube (Hybrid Bonding)，区别在于上下芯片界面的连接方式，前者采用 bump 凸点连接，后者采用 Hybrid Bonding 混合键合连接。采用 Hybrid bonding 界面连接的 X - Cube，可实现更高的互连密度和更好的热传导系数。

下图所示为X-Cube (bump) 的结构示意图：

下图所示为X-Cube (Hybrid bonding) 的结构示意图：

下面的表格对 TSMC、Intel 和 SAMSUNG 的先进封装技术进行了总结，可供读者参考。

三星和英特尔本身是芯片制造商，其先进封装技术多为自用；而台积电作为纯代工厂，本身无芯片产品，其先进封装技术为众多大厂所用，市场知名度颇高，这与它们各自的市场定位相关。英特尔的先进封装有独特的技术特点和优点，例如 EMIB 一开始虽被业内嘲笑为 “胶水”，但后来因其独特优点被台积电和三星效仿。

在先进封装领域，三星更多是跟随者，其 I - Cube 和 X - Cube 与台积电的产品有相似特点，产品的知名度和市场影响力相对较低。若要赶超台积电和英特尔，三星还需在先进封装领域加大投入，投入更多的资源和技术。不过，先进封装毕竟是朝阳产业，技术成熟度远未达到顶峰，也许未来三星能实现超越，让我们拭目以待。