- CoPoS 是什麼?
- CoWoS、CoPoS、CoWoP 差在哪?
- CoPoS 面板級封裝仍面臨 3 大技術挑戰
- CoPoS 一定會使用「玻璃核心基板」嗎?
- 台積電 CoPoS 何時量產?
- CoPoS 供應鏈與概念股有哪些?
- CoPoS 的常見問題 FAQ
CoPoS 是什麼?台積電為 AI 晶片打造下一代「面板級」先進封裝技術
隨著 AI 與高效能運算(HPC)快速發展,AI 晶片需要整合更多高頻寬記憶體(HBM),帶動先進封裝尺寸與產能需求持續攀升。然而,當晶片整合規模愈來愈大,傳統 CoWoS 封裝也面臨晶圓面積利用率、製造成本與產能擴充等挑戰,促使台積電積極布局新一代「面板級」先進封裝平台 CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)。
CoPoS 的核心突破在於「化圓為方」,以方形面板(Panel)取代傳統圓形晶圓載體(Wafer)作為臨時載板,能顯著提升封裝的面積利用率並降低單位成本。根據半導體產業研究影片引述的 Yole Group 數據,傳統 12 吋(300 mm)圓形臨時載板只能放置 7 個中介層,旁邊會產生大量的邊角浪費,面積使用效率僅有約 45%;當改為使用方形臨時載板(300 × 300 mm),則可擴大放置 16 個中介層,佈滿整個臨時載板的邊緣,面積使用率可以大幅提高至約 81%。
面積利用率大幅提升,意味著單次製程可產出更多封裝單元,有助於提高生產效率、減少材料浪費,並在良率成熟後降低單位封裝成本,為 AI 晶片持續擴大的先進封裝需求提供新的產能擴充方向!
CoWoS vs. CoPoS 關鍵規格比較
| 比較類別 | CoWoS(晶圓級先進封裝) | CoPoS(面板級先進封裝) |
|---|---|---|
| 臨時載板形狀 | 圓型(12吋/300mm) | 方形 / 矩形(以 300 × 300 mm為例) |
| 單一載板產出 | 約 7 個中介層 | 約 16 個中介層 |
| 面積利用率 | 約 45%(邊角浪費面積高) | 約 81%(充分利用載板邊緣) |
| 製程成熟度 | 成熟量產 | 積極研發與驗證中 |
CoWoS、CoPoS、CoWoP 差在哪?一次看懂台積電大型先進封裝布局
要更深入了解 CoPoS 是什麼,必須先知道它從哪裡來。前述提及的 CoWoS、CoPoS 以及接下來會介紹的 CoWoP,其實都是先進封裝技術的一員。
在 AI 時代下,先進封裝之所以成為兵家必爭之地,主因是過去半導體業界遵循的摩爾定律遭遇瓶頸。當微縮製程推進到 2 奈米、3 奈米時,單靠「把電晶體做小」不僅面臨物理極限,成本更是呈指數型上升。因此,半導體業界將目光從「前端晶圓製造」轉向「後端先進封裝」,透過將多個邏輯晶片(如 GPU、ASIC)與高頻寬記憶體(HBM)緊密整合,縮短訊號傳輸距離並降低功耗,從而顯著提升整體晶片效能。
身為全球半導體巨頭,台積電早在 2012 年便正式量產 CoWoS。於 2026 年 10 月 15 日舉行的法人說明會上,董事長暨總裁魏哲家指出,目前 CoWoS 依然是發展主力與客戶首選;特別是目前實際量產高達 5.5 倍*光罩尺寸的先進封裝產品,良率表現極佳、客戶非常滿意,魏哲家更自信強調,這項技術當前除了台積電「沒有人做得到」。
*光罩尺寸(Reticle Size):指曝光機單次曝光的最大面積極限。光罩倍數越高,代表中介層面積越大,能整合的晶片與高頻寬記憶體(HBM)數量也越多。
CoWoS 目前仍是台積電先進封裝主力
CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)是台積電發展最久、技術最成熟的 2.5D 晶圓級封裝。其製程分為兩階段:CoW(Chip-on-Wafer)先在「圓形臨時載板」上將多顆邏輯晶片與高頻寬記憶體(HBM)整合於中介層,達成近距離高密度互聯;WoS(Wafer-on-Substrate)則是移除圓形臨時載板後,將整合後的中介層貼合至底層封裝基板。依中介層材質不同,CoWoS 衍生出三種製程方案:
- CoWoS-S:採用矽中介層(Silicon Interposer),透過矽穿孔(TSV)與高密度金屬線路連接邏輯晶片及高頻寬記憶體(HBM),具備高密度互連優勢,主要應用於高效能運算(HPC)與 AI 晶片。
- CoWoS-R:採用由聚合物與銅導線構成的重布線層(RDL)中介層,具備較佳的結構韌性與設計彈性,有利於擴大封裝尺寸,滿足大型多晶片整合需求。
- CoWoS-L:結合了 CoWoS-S 與 CoWoS-R 的優勢,中介層主體以重佈線層(RDL)為主,並在需要高密度互聯之處嵌入小塊「矽橋」,兼顧大型封裝擴展能力與晶片間高速傳輸需求,適用於更複雜大型的 AI 與 HPC 系統。
根據台積電法說會資訊,除了目前正大量生產 5.5 倍光罩尺寸的 CoWoS,也正積極開發 9 倍光罩尺寸產品,預計 2028 年更將推出高達 14 倍光罩尺寸的 CoWoS。這能幫助容納更龐大的邏輯晶片與高頻寬記憶體(HBM)組合並持續提升產能,足見 CoWoS 目前仍為台積電的絕對主力且仍在持續蓬勃發展中。
CoPoS 面板級封裝提升面積生產率,試驗線正建置中
雖然台積電先進封裝仍以 CoWoS 為主,且持續朝向更大封裝面積邁進,但卻也並未放棄尋求成本與面積利用率更具效益的方案,而這項方案正是「CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)」。
CoPoS 和 CoWoS 最大的差異,就在於以「方形臨時載板(Panel)」取代「圓形臨時載板(Wafer)」。這種「化圓為方」的架構變革,擺脫了圓形晶圓載體邊角材料浪費的問題,使面積利用率大幅提升至 80% 以上,非常適合封裝體積日益龐大的超大型 AI 晶片。
值得留意的是,當上層臨時載板的形狀改變,也將直接連動底層封裝基板的設計與材質變革,為了因應大面積帶來的熱應力問題,底層封裝基板需採用更低熱膨脹係數的材料(如玻璃核心基板),以及新一代抗翹曲設計,才能確保整體封裝良率。
目前台積電正積極建置 CoPoS 試驗線,不過根據法說會說法,相關技術與良率預計預計還需約一年時間成熟,規劃於 2027 年進行試生產。根據 TrendForce 報告指出,台積電將先從 310×310 毫米的小面板尺寸開始,而市場也預估未來會再逐步向更大尺寸(如 515 × 510 毫米、750×620 毫米)發展。
去除封裝基板,CoWoP 會是新一代主要封裝路線?
CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB)則是今年產業媒體熱烈討論的新興先進封裝概念,最初曝光於疑似輝達(NVIDIA)員工所提供的簡報圖片中,不過輝達尚未公開證實此資訊。
與 CoWoS、CoPoS 不同,CoWoP 並非由台積電所推出的先進封裝平台,且目前僅屬於概念發想,還未真正落實。其核心概念在於「省去封裝結構中最底層的封裝基板」,嘗試將晶片與中介層整合模組直接連接至高精密度類載板(SLP)或高性能系統主機板 PCB 上。
這樣的好處在於能進一步減薄封裝體厚度、縮短傳輸路徑並降低材料成本。不過 CoWoP 未來的實際應用與可行性仍尚待產業進一步釐清與驗證。
以下同步透過表格彙整 CoWoS、CoPoS 與 CoWoP 三大先進封裝技術的核心架構、技術優勢與發展進度,帶你快速掌握三者的主要差異!
| 比較類別 | CoWoS | CoPoS | CoWoP |
|---|---|---|---|
| 核心架構 | 晶片➔ 矽 / RDL中介層➔ 封裝基板➔主機板 PCB | 晶片➔ 面板級中介層➔ 封裝基板➔主機板 PCB | 晶片➔中介層➔高精度類載板 SLP/高性能主機板 PCB |
| 製造載體 | 圓形晶圓 | 方形面板 | 圓形晶圓 |
| 基板類型 | 傳統 ABF 封裝基板 | 面板級封裝基板(材料依後續設計而定,目前以玻璃核心基板最受矚目) | 高精度類基板 SLP / 高性能系統主機板 PCB |
| 主要優勢 | 技術極度成熟、連線密度與良率最高 | 有望提升面積利用率、批次產出效率並降低單位成本 | 省去昂貴封裝基板,封裝體結構更薄、材料成本更低且傳輸訊號更快 |
| 量產進度 | 已量產且為當前先進封裝主力(封裝面積將持續擴大) | 開發中,預計 2027 年進入試生產階段 | 新興技術概念,商業化進度尚未明朗 |
| 主要應用 | AI GPU、ASIC、HPC(如 NVIDIA Blackwell) | 未來大型 AI GPU、ASIC 與 HPC 晶片 | 次世代 AI 晶片封裝的潛在應用,尚未確認具體產品 |
CoPoS 面板級封裝仍面臨 3 大技術挑戰
雖然 CoPoS 能大幅提升面積利用率與生產效率,是備受矚目的下一代先進封裝技術,但目前仍處於研發驗證階段,距離成熟量產仍須克服 3 大關鍵挑戰:
1. 大尺寸面板翹曲
大面積面板進行高溫製程時,容易因不同材質間的熱膨脹係數(CTE)差異產生彎曲變形,這種熱翹曲不僅會破壞光學對位精度,更可能在後續製程中引發焊點裂紋與線路斷裂等良率問題,且面板尺寸越大,翹曲問題越嚴重。為此,半導體業界正轉向尋求更理想的封裝材料,如具備高剛性、高平整度,且熱膨脹係數與矽晶片更接近的「玻璃」材質,以降低熱應力並抑制翹曲。
2. 互聯密度與訊號完整性
現行成熟的 CoWoS-S 矽中介層可實現 5~8 μm 等級的線寬與線距;相較之下,部分面板級封裝製程的線寬與線距約為 8~15 μm,在導線精細度與互連密度上仍有差距,可能限制輸入/輸出(I/O)連接密度,進而影響邏輯晶片與高頻寬記憶體(HBM)之間的資料傳輸效能。
因此,如何在大尺寸面板上實現更精細的重布線層(RDL),同時維持訊號完整性與製程良率,會是 CoPoS 必須克服的重要挑戰。
3. 初期設備投資與良率風險
從圓形晶圓載體轉向矩形面板加工,需要導入或調整大尺寸搬運、曝光對位、晶片接合與檢測設備,增加初期資本支出。此外,面板面積擴大後,製程均勻性與缺陷控制更加複雜,局部瑕疵可能影響多個封裝單元的良率,進而增加材料損失與製造成本。因此,能否在試生產階段穩定提升良率、實現預期成本效益,同樣為 CoPoS 商業化生產的關鍵。
CoPoS 一定會使用「玻璃核心基板」嗎?優勢、挑戰與量產計畫一次看
解答這個問題前,必須先釐清「玻璃」在封裝架構中的角色。無論是 CoWoS 或 CoPoS,將晶片與中介層進行整合時,所使用的「臨時載板」原本就是玻璃材質(分為圓形與方形)。
如今市場關注的技術革新,是指封裝體最底層的「封裝基板」是否進一步升級為「玻璃核心基板(Glass Core Substrate)」,即改採高剛性、高平整度的玻璃芯,取代傳統 ABF 載板中的有機樹脂層。
採用玻璃核心基板的最大好處,在於玻璃具備極高的剛性與平整度,且熱膨脹係數(CTE)與矽晶片極為接近,能從根本上解決大面積面板受熱後的翹曲問題。此外,玻璃在傳輸高頻電子訊號時,具備低訊號耗損與優異的絕緣特性,是降低功耗、維持訊號完整性的理想材料。
然而,玻璃材質雖好,目前卻面臨兩大技術難關:
1. 玻璃通孔技術(TGV)門檻極高
要在玻璃芯進行微米級垂直打孔(TGV),並填入銅導線實現訊號垂直傳輸的難度極大,容易在雷射鑽孔時產生微小裂縫、因能量波動導致孔徑不一,且在大批量生產時相當依賴高精度的動態對準技術。
2. 缺乏從小面積逐步放大的良率累積經驗
回顧 CoWoS 的發展歷程,其載板尺寸是從小面積逐步擴大(從早期的 1 倍、2 倍光罩發展至目前的 5.5 倍光罩),一路累積製程經驗並修正;而玻璃核心基板若一開始就直攻大面積面板,容易增加良率上的挑戰。
因此,CoPoS 早期並不一定會直接採用「玻璃核心基板」,CoPoS 的核心本質在於「化圓為方」,將臨時載板由圓形轉為方形才是首要任務。根據 TrendForce 報告分析,玻璃核心基板的商業化量產預計要到 2030 年後才較有機會實現。
儘管距離全面量產尚需時間,但從玻璃通孔(TGV)、雷射加工、研磨蝕刻到高階檢測設備,已衍生出全新的製程需求與供應鏈商機,包含積極轉向玻璃核心基板的面板廠群創(3481)與友達(2409)、專攻 TGV 技術與玻璃加工的宸鴻(3673)及正達(3149),以及佈局設備檢測的鈦昇(8027)與群翊(6664)等台廠,皆已提前卡位這股未來的玻璃技術熱潮。
台積電 CoPoS 何時量產?從驗證、試產到量產時程一次看
CoPoS 的量產時程預計將更早於玻璃核心基板的驗證與採用。
根據 TrendForce 報告,台積電 CoPoS 封裝技術預計先從 310×310 毫米的較小面板尺寸切入:2026 年為設備與材料供應商的關鍵驗證期;2027 年進入試生產;2028 年下半年就將正式邁入量產。此量產時程與台積電於法說會說法高度吻合,即 2026 年進行試驗線建置,2027 年待製程與良率趨於成熟後再導入試生產。
在生產基地建置方面,業界傳出台積電預計透過采鈺(6789)建置首條 CoPoS 實驗線,並規劃將量產據點設於嘉義先進封測七廠(AP7)的 P4 與 P5 廠區;同時,美國亞利桑那廠亦規劃同步或接續跟進,實現台美兩地雙線佈局。
CoPoS 供應鏈與概念股有哪些?
CoPoS 不只是將圓形晶圓載體製程轉向矩形面板,更可能帶動先進封裝設備、檢測技術與材料需求的轉變。隨著加工面積擴大,半導體業者需要導入適用於大尺寸面板的精密設備、強化製程良率控制,也為台灣設備、載板及面板廠創造新的技術布局機會。
以下從 5 大關鍵環節,解析 CoPoS 帶來的潛在商機與相關概念股:
1. 先進封裝與封測
作為 CoPoS 先進封裝平台的核心主導者,台積電(2330) 負責關鍵技術開發與產能建置。隨著台積電將資源集中於前段晶圓製造與高階 CoPoS、CoWoS 先進封裝製程,後續龐大的成品測試與外圍委外封測需求,預計將使日月光投控(3711)、京元電子(2449) 與力成(6239)等 OSAT 封測大廠同步迎來產能外溢效益。
2. 面板級封裝設備
CoPoS 載體改為大尺寸矩形面板後,對精密黏晶、雷射加工、熱處理與濕製程等設備提出更高要求。除了須支援大尺寸面板搬運與精密對位,也必須確保加工均勻性,以維持封裝良率。相關潛力概念股包括提供點膠與自動化設備的萬潤(6187)、專攻真空除泡與翹曲控制設備的印能科技(7734)、布局濕製程清洗與蝕刻設備的弘塑(3131)、辛耘(3583),以及提供烘烤與熱製程設備的志聖(2467)。
3. 檢測與量測設備
面板尺寸擴大後,大面積熱翹曲、RDL 細線路瑕疵與多晶片對位偏差等問題更加嚴重,需要高精度自動光學檢測(AOI)與量測設備,及早發現製程異常、改善封裝良率。潛力概念股包括專攻大面積面板與先進封裝 AOI 的晶彩科(3535)、大量(3167),以及主攻高階系統級測試與溫控設備的致茂(2360)等。
4. ABF 載板與封裝材料
CoPoS 雖改變部分封裝製程的加工形式,但最底層仍需仰賴 ABF 封裝基板連接晶片模組與系統主機板。隨著 AI 晶片尺寸增大與層數增加,帶動高階、大面積 ABF 載板與具備低熱膨脹係數(CTE)的抗翹曲先進材料需求大增。潛力概念股包括專攻高階大面積 ABF 載板的欣興(3037)與景碩(3189)。
5. 面板與玻璃核心基板
CoPoS 朝大面積面板發展,讓具備大尺寸玻璃處理、精密對位與鍍膜能力的顯示器面板廠順勢切入先進封裝領域。潛力概念股包括轉型 FOPLP(扇出型面板級封裝)有成的群創(3481),以及發揮大尺寸玻璃加工優勢布局玻璃穿孔(TGV)技術的友達(2409)。不過,玻璃核心基板目前並非 CoPoS 初期量產的必要條件,商業化進程仍待長期觀察。
雖然 CoPoS 為先進封裝供應鏈帶來新商機,但投資人在佈局 CoPoS 概念股時仍需保持理性,因為 CoPoS 目前仍處於建置與驗證階段,尚未進入正式量產,明確的生產時程仍有變數;且即便未來進入試產階段,大面積良率拉升也需時間驗證與克服,因此不宜盲目追高。
建議投資人還需持續關注台積電法說會揭露的 CoPoS 技術進展,以及相關台廠的設備驗證、客戶訂單、量產良率與營收表現,評估企業能否將技術布局轉化為實際營運成果!
| CoPoS 供應鏈環節 | 代表台股(代號) |
|---|---|
| 先進封裝與封測 | 台積電(2330) 日月光投控(3711) 京元電子(2449) 力成(6239) |
| 面板級封裝設備 | 萬潤(6187) 印能科技(7734) 弘塑(3131) 辛耘(3583) 志聖(2467) |
| 檢測與量測設備 | 致茂(2360) 晶彩科(3535) 大量(3167) |
| ABF 載板與封裝材料 | 欣興(3037) 景碩(3189) |
| 面板與玻璃核心基板 | 群創(3481) 友達(2409) |
有關 CoPoS 的常見問題 FAQ
CoPoS 的優勢在於透過矩形面板加工,提高面積利用率與生產效率,並尋求降低大型晶片的封裝成本。未來兩者可能依據晶片設計、封裝規模及成本需求分工,但 CoPoS 能否逐步取代部分 CoWoS 產能,仍取決於未來量產良率、技術成熟度與客戶採用情況。
天下總主筆陳良榕專欄。半導體狂熱、科技巨頭謀略的最犀利解讀
看懂科技大勢,獨家解讀
請查看您的信箱,我們將寄送驗證信給您,確保未來信件會送到您的信箱