HBM的“黄金搭档”：CoWoS先进封装技术详解

HBM 涨价 5 倍，却有 60% 的产能卡在这里！

上周和星球社群里一位深耕半导体的基金经理聊天，他说：“现在拿着钱买 HBM 颗粒不难，难的是找不到能封装的产能。”

数据更扎心：根据智研咨询报告，2025 年全球 HBM 需求将突破 1.2 亿 GB，但CoWoS 封装产能缺口可能达 40% 。

这门被台积电垄断 90% 市场的技术，才是 AI 算力产业链真正的 “咽喉”。

上一期我们拆解 HBM 全产业链时提到，2025 年全球 HBM 市场一年暴涨了209%HBM全产业链争夺战

而今天要聊的是和HBM密切相关的“黄金搭档CoWoS先进封装，之前也讲过一期先进封装产业梳理，国产替代迎黄金窗口！

关于今天的，我收集整理了相关研究报告，已更新上传星球：

1. 为什么说 CoWoS 是 HBM 的 “必选项”？看懂 3 个技术真相

很多投资者只盯着 HBM 的存储容量，却忽略了一个关键：没有 CoWoS，再大的 HBM 也只是 “高速 U 盘”

能存很多数据，却没法快速传给芯片用

这门 2.5D 封装技术能成为 HBM 的 “标配”，背后藏着 3 个普通人容易忽略的技术真相：

真相 1：

硅中介层是 “数据高速路”，没它 HBM 再快也 “跑不起来”

传统封装靠 “引线键合” 连接芯片和存储：就像用细电线把两个设备绑在一起，电线又细又长，数据传输时又慢又容易 “堵车”。

而 CoWoS 最核心的创新，是在 GPU 芯片和 HBM 之间加了一层硅中介层这层薄薄的硅片上，布满了比头发丝细几百倍的 “硅通孔（TSV）” 和 “微凸块”，相当于在两者之间修了一条 “双向八车道高速路”。

举个具体数据：传统引线键合的 “电线”（线宽）约 100μm，每秒最多传输几 GB 数据；

而 CoWoS 硅中介层的 “车道”（微凸块间距）能缩到 10μm 以下，单条通道每秒就能传 10GB 以上，整个中介层能同时开通上千条通道，让 HBM 的数据 “毫无阻碍” 地传给 GPU。

就像你家宽带从 100M 升级到 1000M，打开超大文件的速度完全不是一个量级。

台积电CoWoS结构示意图

真相 2：

解决 “散热死结”，AI 芯片满负荷运转全靠它

AI 芯片工作时会产生大量热量，尤其是搭配 HBM 后，多颗存储芯片紧贴 GPU，热量更容易堆积

就像把好几台电脑主机塞进一个小箱子，很快就会因过热 “死机”。

传统封装用的有机基板散热性差，根本扛不住 AI 芯片的 “高温压力”，而 CoWoS 用的陶瓷基板，散热效率是有机基板的 5 倍以上。

更关键的是，硅中介层的热膨胀系数和 GPU、HBM 芯片几乎一致，就像用 “同材质的胶水” 把它们粘在一起，高温下不会因热胀冷缩导致芯片开裂。

用普通封装搭配 HBM3 跑大模型，不到 20 分钟芯片温度就飙升到 95℃，只能降频运行；

换成 CoWoS 封装后，温度能稳定在 70℃以下，芯片全程满负荷工作，算力输出直接提升 35%。

真相 3：

“空间压缩术” 让芯片变 “小巧”，服务器能塞更多算力

AI 服务器需要在有限空间里装更多芯片，才能提升整体算力 —— 就像在快递车里塞更多包裹，空间利用率越高越好。

传统封装下，HBM 芯片要 “排队” 贴在 GPU 旁边，整体体积庞大；

而 CoWoS 能把多颗 HBM 芯片 “叠” 在硅中介层上，再和 GPU 芯片 “面对面” 贴合，相当于把 “一排房子” 改成 “一栋楼”，芯片整体体积缩小 60% 以上。

以英伟达 H100 为例：它搭配 8 颗 HBM3 芯片，用 CoWoS 封装后，整体面积只有信用卡大小；

如果用传统封装，体积会是现在的 3 倍，一台服务器原本能装 16 颗 H100，换成传统封装后最多只能装 5 颗，算力直接砍半。

对于数据中心来说，空间就是成本，CoWoS 这种 “空间压缩术”，直接帮他们省下了大量机房租金和电力成本。

来源:TrendForce

2. 产能缺口有多大？一组数据看清市场格局

先看一组震撼的数据：2024 年底全球 CoWoS 月产能才接近 4 万片，而 2025 年需求直接飙升到 9.2 万片，台积电一家就要扛起 8 万片的产能增量。

更关键的是，这个赛道几乎被 “一家独大”：

台积电垄断 90% 产能：英伟达一家就拿走了它 50% 以上的 CoWoS 供给，明年 Blackwell 系列量产後，台积电还要把 54.6% 的产能转向更先进的 CoWoS-L 制程；

技术壁垒高到离谱：硅中介层的良率一直是难题，65nm 光刻机产能限制、晶圆翘曲等问题，让新玩家至少需要 3 年才能突破；

需求端还在爆增：除了英伟达，博通、Marvell 都在抢产能，谷歌、亚马逊的 ASIC 芯片全靠它封装。

这供需缺口，至少要到 2026 年才可能缓解。

台积电各季 CoWoS 月产能扩产预估

来源：台积电，富邦投资整理资料

3. 怎么找机会？从产业链里挖 “确定性”

比起追高 HBM 龙头，CoWoS 产业链的机会更具确定性。

结合行业动态，有两个方向值得重点关注：

第一，国产替代突围者

长电科技、通富微电等头部封测厂，已经实现类 CoWoS 技术的小批量量产，全球市占率超 20%。

随着国内 AI 芯片厂商的订单释放，这些企业有望快速承接替代需求。

第二，核心材料与设备商

CoWoS-L 制程要用的热压键合设备、CoWoS-S5 需要的深沟槽电容器材料，目前国产化率还不足 15%。

智研咨询的报告里特别提到，这类 “卡脖子” 环节一旦突破，估值有望翻倍。

还有另外社群的一个同学说，他认识的一位老股民，去年就盯着硅中介层材料公司，现在收益已经超过 80%。这就是看懂产业链逻辑的威力。

最后说句实在话

CoWoS 的投资本质，是押注 “后摩尔时代” 的技术红利

—— 当芯片制程逼近 2nm 物理极限，先进封装就是性能突破的唯一路径。

全球 2.5D/3D 封装市场正以 30.5% 的年增速扩张，这比传统半导体赛道快了 3 倍。

以上两个布局方向，你更看好国产封测厂还是核心材料商？或者你已经布局了相关标的？

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声明：本文绝不构成任何投资建议、引导或承诺，仅供学术研讨，请审慎阅读。市场有风险，投资决策需建立在理性的独立思考之上。