据报道，苹果将在其M5芯片中使用更先进的SoIC封装技术，这是双管齐下战略的一部分，以满足其对芯片日益增长的需求，这些芯片可以为消费类Mac提供动力，并增强其数据中心和未来依赖云的人工智能工具的性能。
由台积电开发并于2018年推出的SoIC(系统集成芯片)技术允许以三维结构堆叠芯片，与传统的二维芯片设计相比，提供更好的电气性能和散热管理。
据《经济日报》报道，苹果扩大了与台积电在下一代混合SoIC封装方面的合作，该封装还结合了热塑性碳纤维复合材料成型技术。据称，该封装正处于小规模试生产阶段，计划在2025年和2026年为新的Mac和AI云服务器批量生产芯片。
在苹果官方代码中，已经发现了疑似是苹果M5芯片的引用。苹果一直在为自己的人工智能服务器开发处理器，采用台积电的3nm工艺制造，目标是在2025年下半年大规模生产。然而，根据分析师Jeff Pu的说法，苹果在2025年末的计划是组装由其M4芯片驱动的人工智能服务器。
无论M5何时被采用，其先进的两用设计被认为是苹果面向未来的计划的一个迹象，该计划旨在垂直整合其供应链，以实现跨电脑、云服务器和软件的人工智能功能。
人工智能芯片先进封装技术
智能时代的芯片封装革命：先进技术引领AI算力与效能</
在科技竞争激烈的今天，人工智能（AI）芯片作为驱动行业发展的关键，其算力提升和功耗降低的关键因素在于先进的封装技术。 这些技术包括硅通孔（Silicon Through-Silicon Vias, TSV）、异构集成和Chiplet等，它们共同塑造了AI芯片的未来。
AI芯片多元化：架构与优势</
AI芯片家族繁多，从GPU的图形处理大师，到FPGA的灵活定制者，再到ASIC的专用高效引擎，以及新兴的类脑芯片，每一种都有其独特优势。 GPU在图形处理方面表现出色，FPGA尽管技术复杂但能快速适应变化，而ASIC专为特定应用设计，成本低且性能强大。 类脑芯片则致力于模仿人脑思维，正处于研发的探索阶段。
封装技术的挑战与突破</
目前，国际巨头如英伟达和英特尔主导了GPU和FPGA市场，中国虽在高端通用芯片上尚有差距，但AI技术本土化进程迅速，如自动驾驶等应用场景中展现实力。 国产芯片崛起，如寒武纪等企业，推动了封装技术的革新。 封装技术经历了从元件插装到2.5D/3D封装的飞跃，如台积电的InFO技术，利用RDL实现了高效和低功耗的FO封装，日月光的FOCoS则提供了Chip First和Chip Last的两种解决方案，优化了信号完整性。
FOCoS的50mm大扇出尺寸，以及eSiFO的低成本和低翘曲特性，分别在高密度整合和可靠性方面发挥重要作用。 长电科技的XDFOI封装技术，结合2.5D TSV-less设计，为FPGA和GPU等提供了高性能与成本效益的平衡。
集成技术的创新</
2.5D封装技术如英特尔的EMIB，通过硅桥实现芯片间的高效互联，减少TSV需求。 台积电的CoWoS封装则利用硅中介层提供多种类型的选择。 三星的I-Cube技术更进一步，支持异构集成。 3D集成技术，如台积电的SoIC、英特尔的Foveros和三星的X-Cube，通过TSV连接不同层，为小型设备带来了巨大潜力。 Chiplet技术通过拆分复杂SoC，实现了异构集成的灵活性和成本节约。
封装挑战与解决方案</
面对封装过程中的晶圆翘曲、焊点可靠性和TSV可靠性问题，行业正积极寻求解决方案。 TSV的挑战在于性能与热量管理，研究方向包括新材料、新型结构设计和工艺改进。 RDL可靠性问题则涉及热失配、电可靠性等问题，通过材料选择、工艺优化和设备升级来提升。
AI芯片市场前景看好，复合增长率高达29.3%，低功耗、开源和通用智能芯片成为未来发展方向。 通过算法调整，AI芯片的灵活性得以增强，先进封装技术如TSV和RDL的市场价值预计将超过440亿美元，成为推动行业发展的新引擎。
芯片封装领域的专家如田文超和谢昊伦等人在《半导体封装工程师之家》分享他们的洞见，共同探索和推动这一技术领域的持续进步。
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04 SOP封装，创新的起点
SOP，即表面贴装封装，以其L形引脚设计，犹如海鸥展翅（Small Outline Package），分为塑料和陶瓷材质。 这一封装形式催生了SOJ（J型引脚SOP）、TSOP（薄型SOP）、VSOP（极小SOP）、SSOP（紧凑SOP）以及TSSOP（薄型紧凑SOP）等扩展版本。 SOP以其方便的封装操作和较高的可靠性，成为了现代电子系统中的主流选择，尤其在存储器IC领域大放异彩。
封装艺术的演变：SOIC与TSOP
SOIC，即小外形集成电路封装，由SOP衍生而来，尺寸相近，使得PCB设计时可以灵活应用。 SOIC封装比DIP节省了约30-50%的空间和70%的厚度，引脚数在名字中清晰标注，如14pin的4011会标记为SOIC-14或SO-14。 TSOP则凭借其薄型设计和SMT技术的友好性，适用于高频应用，引脚布局优化了寄生参数，提升了电路的稳定性和操作便捷性。
05 QFN封装，未来的趋势
步入QFN（无引线四方扁平封装）时代，封装技术实现了革命性的进步。 QFN设计去除了传统的引脚，取而代之的是电极触点，使封装面积和高度显著降低，比如在笔记本电脑和便携设备中大显身手。 其特点包括：无引脚设计，减小PCB占用；极薄的尺寸，适应紧凑空间；低阻抗特性，支持高速应用；良好的散热性能，确保长时间稳定运行；轻巧的重量，适应便携电子设备的需求。
QFN封装凭借其综合优势，逐渐成为市场焦点，尤其是在成本控制和体积优化方面。 可以预见，未来几年内，QFN封装将迎来爆发式增长，展现出无比乐观的市场前景。
台积电先进封装，最新进展
台积电引领封装革新：3D Fabric技术的最新突破全球芯片巨头台积电近期在封装技术领域迈出了重大步伐，将2.5D和3D封装融合，打造出了名为“3D Fabric”的革命性解决方案。 这一整合旨在应对高性能需求的攀升与摩尔定律的瓶颈，通过MCM（多芯片模块）和SiP（系统级封装）等“超越摩尔定律”的技术，提供更为密集和异构的集成体验。
在竹南的全自动化3D Fabric工厂，预计今年下半年将投入生产，专为先进封装产品而生。 台积电将封装技术视为应对市场挑战的关键策略，目标是降低成本、提升生产效率，并优化芯片间的连接。 与OIP合作伙伴紧密合作，他们开发出CoWoS和InFO这样的先进技术，以满足多芯片集成市场的需求。
台积电在封装技术上的创新尤为突出，如采用polyamide film替代CoWoS的硅中介层，降低成本并缩小封装尺寸，特别适用于移动应用。 他们推出的集成芯片系统（SoIC）技术，通过缩小形状因子，进一步提升了系统性能。 在2.5D和3D封装技术中，CoWoS有三种模式，分别为CoWoS-S、CoWoS-R和CoWoS-L，各有其特定应用场景和优势。
HBM3标准的到来，促使CoWoS设计不断升级，以支持更大内存容量和带宽，同时台积电也在探索冷却解决方案，以应对更高的性能需求。 InFO封装技术，如InFO_PoP，已应用于集成DRAM，而InFO_B则旨在支持外部合同制造商的定制需求。
3D Fabric设计的3Dblox平台更是模块化封装系统的典范，兼容多种EDA工具，预计在2022年第三季度将引入自动路由功能，这将极大地提升设计效率。 台积电在2.5D（如InFO_M和InFO_oS）和3D封装（如HBM2/2e到HBM3）上的持续投资，表明他们对移动和系统级设计的深刻理解与支持。
以SoIC为核心，台积电的3D芯片间堆叠技术通过前端堆叠技术减少bumps需求，实现了高效的小芯片集成，从而提升系统性能和设计灵活性。 然而，SoIC技术仍在持续发展，EMIB和COW/WOW等替代方案如雨后春笋般涌现，台积电在提高SoIC能力上不遗余力，通过直接键合硅层而非微凸块，以满足小芯片时代的新需求。
封装技术的创新不仅带来了新品类，也预示着市场竞争的加剧。 未来，台积电将提供更多封装选择，如EMIB和Foveros，与英特尔等竞争对手一较高下。 通过与客户的深度合作项目，台积电无疑将在封装技术的创新道路上走得更远。
总的来说，台积电的3D Fabric技术展现了其在封装领域的领导力，推动着行业向更高性能和更低成本的方向发展，为未来的芯片设计和制造开辟了新的可能。
