揭秘台积电未来战略核心——晶圆级系统集成

上周，在2025年台积电研讨会上，该公司公布了完整的2026 - 2028年逻辑技术路线图，除了引人瞩目的14A（1.6nm），更不容忽视的是晶圆级系统集成技术SoW的又一更新——SoW-X。这标志着其在战略上向系统级集成和以AI为核心的性能提升迈出了重要一步。

半导体行业正加速从单一制程微缩向系统级整合转型，台积电以制程与封装双轨驱动，正在定义下一代半导体创新的游戏规则。

01技术演进

从InFO-SoW到CoW-SoW的垂直集成

自2020年以来，台积电的InFO-SoW（集成扇出-晶圆级系统）技术已在多个尖端产品中实现商业化应用。以特斯拉的Dojo超级计算机为例，其处理器直接在完整硅晶圆上构建，通过消除传统切割与封装步骤，显著提升核心间的通信速度与能效。然而，该技术的高复杂度和成本使其早期主要应用于高性能计算等特定领域。

根据台积电在2025年技术研讨会上发布的最新信息，半导体行业正进入一个前所未有的扩张阶段，预计到2030年，全球半导体市场规模将达到1万亿美元。推动这一增长的最重要因素是高性能计算（HPC）和人工智能（AI）应用的爆发式发展。

为进一步满足AI/HPC对高带宽内存（HBM）与逻辑芯片协同的需求，台积电推出CoW-SoW技术，融合InFO-SoW与SoIC（集成芯片系统）两大平台。该技术的核心在于实现晶圆级逻辑芯片与内存的垂直堆叠，允许不同制程节点的裸片共存于单一封装内，既能优化成本效益，又能突破单芯片面积限制。

例如，结合HBM4的2048位超宽接口，CoW-SoW可将数据传输速度提升至每秒2TB以上，为AI训练与推理提供关键支持。晶圆级集成不仅不再是理论设想，而是正在合作中转化为实际产品。

02封装创新

扩展集成边界的技术路径

在2025年台积电技术研讨会上，台积电强调，制程技术和先进封装必须协同发展，才能满足下一代应用的需求。封装不再仅仅是芯片的载体，在AI、HPC和系统级集成时代，它已成为创新的关键推动因素。

台积电推出了3DFabric平台，这是一套全面的2.5D和3D集成技术，旨在克服传统单片设计的扩展限制，支持基于小芯片的架构、高带宽内存集成和异构系统优化。

CoWoS

CoWoS支持硅中介层和有机中介层，包括：CoWoS-L，带有局部硅桥的有机中介层，用于高密度互连；CoWoS-R，纯有机中介层配置，适用于对成本敏感的应用。这些选项能够实现灵活的高带宽芯片间通信，特别适合需要HBM集成的HPC和AI工作负载。

CoWoS-9.5X：

计划于2027年量产，这种超大尺寸中介层解决方案支持将12个HBM4堆栈与逻辑芯片进行异构集成，总封装面积达到1700mm²，是目前CoWoS产品的三倍之大。它专为满足极高带宽和以内存为核心的工作负载而设计。

InFO（集成扇出）：

自2016年首次应用于移动SoC以来，InFO技术不断升级并扩展到汽车领域，以满足汽车级可靠性要求。它采用无基板扇出方法，提高了热性能和外形尺寸，实现了更轻薄、集成度更高的系统设计。

台积电SoW（晶圆级系统集成）：

这是一个前沿的封装平台，支持超越传统掩模版限制的晶圆级集成。SoW有两种不同的工艺流程：SoW-P（芯片优先），先将芯片放置在晶圆上，然后构建RDL进行连接；SoW-X（芯片后置），利用先进的重分布层（RDL）技术先构建晶圆级中介层，然后在晶圆上键合小芯片，能够实现比标准掩模版面积大40倍的系统设计，在单个晶圆上互连200多个小芯片，与现有的CoWoS解决方案相比，计算密度提高了40倍。它旨在为预计到2027年出现的百亿亿次AI超级计算机提供动力支持。

这些封装策略使台积电能够提供从基于小芯片的2.5D设计到完整晶圆级系统的全系列集成选项，加速异构计算、内存集成和AI系统创新。

03系统级协同

封装与制程的双轨驱动

台积电的晶圆级集成并非孤**新，而是与先进制程深度协同。例如，N2节点的GAA架构通过优化晶体管密度与电源效率，为大规模集成提供基础；A16制程引入背面供电网络（BSPDN），将电源噪声降低60%，解决3kW级AI加速卡的供电瓶颈。同时，硅光子技术的整合（如COUPE引擎）实现1.6Tbps/mm²的光互连带宽，推动芯片间通信步入光时代。

从应用场景看，晶圆级集成已从HPC扩展至汽车电子与消费领域。特斯拉Dojo的成功验证了该技术对实时计算的需求响应，而在自动驾驶领域，台积电通过N3A制程与InFO-Auto封装，实现多颗7nm视觉处理器与14nm控制芯片的异构集成，满足ADAS系统对功能安全的严苛要求。

04挑战与未来

中国大陆的原创方案

展望未来，随着AI模型复杂度提升，系统级封装将成为半导体创新的核心战场。台积电凭借在先进制程及晶圆级集成领域的技术储备与生态布局，通过分阶段技术升级（如后续的A14P节点集成SPR供电技术）和差异化平台定位（CoWoS与SoW并行），逐步优化量产能力，为3D芯片堆叠、光电融合及人形机器人等新兴场景构建底层支持。

尽管晶圆级系统集成在性能上具有显著优势，其高复杂度和成本仍为普及的关键障碍。相比之下，中国大陆本土已经开始布局的[color=rgb(87, 107, 149) !important][url=]#晶上技术[/url]（SDSoW），可基于大陆自主生产的成熟制程芯粒进行集成，结合[color=rgb(87, 107, 149) !important][url=]#晶上生成式网络[/url]（GINoW），与大模型等算法创新实现软硬件协同，可以获得3-5个数量级以上的系统级增益，达到媲美一流系统的效果。这一技术布局显示出我国在半导体技术领域的雄心和前瞻，随着晶体管缩放接近物理极限，系统级创新将成为新的摩尔定律。