芝能智芯出品随着芯片制造在平面缩放方面的优势不断减弱，三维堆叠其他新技术的代工竞争愈演愈烈。
英特尔、三星和台积电，这三大尖端代工厂在2024年不断填补其路线图中的关键部分，为未来几代芯片技术明确了积极的交付日期，并在提高性能和缩短定制设计的交付时间方面奠定了技术基础。
与过去不同的是，现在的半导体代工厂不再依赖一张行业路线图来决定如何进入下一个工艺节点，而是开辟了各自的路径。它们虽然朝着相似的方向前进，但在方法、架构和第三方支持方面存在关键差异。
三者的路线图显示，晶体管的微缩将至少持续到18/16/14埃范围，并在未来可能转向互补场效应晶体管(CFET)。人工智能和机器学习的大规模应用，以及数据处理需求的激增，都是驱动这些技术发展的关键因素。
● 平面与三维晶体管技术
三大代工厂都在朝着3D晶体管和封装技术的方向发展。3D-IC技术已经成为数据中心和移动设备中的主流，2.5D配置在高带宽存储器（HBM）集成中表现出色，同时也推广到移动设备中。
◎ 英特尔的嵌入式多芯片互连桥（EMIB）技术允许在一个封装中添加任意数量的芯片，并通过热界面材料(TIM)管理散热问题。
◎ 三星的RDL桥接器和台积电的多种封装方案（如RDL和非RDL桥接、2.5D晶圆基板芯片(CoWoS)和集成芯片系统(SoIC)）为客户提供了多样化的选择。
● 大规模定制与异构芯片
快速和大规模定制是当前半导体行业的显著趋势之一。大规模定制包括功率、性能和面积/成本(PPA/C)的权衡，以及快速组装选项。异构芯片组件的协同工作是一个复杂的工程挑战，需要一致的连接方案和多种工程学科的结合。
通用芯片互连快速通道(UCIe)和线束(BoW)标准是当前主要的连接方案。
◎ 英特尔通过其EMIB技术和封装组装设计套件，实现了模块化和灵活性。
◎ 台积电和三星则提供了不同的桥接和封装方案，以满足客户的需求。
● 新技术与未来趋势
英特尔、三星和台积电在半导体技术上的竞争不仅体现在工艺节点的进步，还在于封装技术和新材料的应用。
◎ 英特尔计划今年推出18A工艺，并将在未来几年内推出14A工艺。
◎ 台积电和三星也在推进各自的工艺节点，预计将在2027年左右推出14埃的工艺。
三者的工艺路线图显示，它们在缩小工艺节点的同时，也在探索新的晶体管架构，如forksheet FET和CFET，以提高能源效率和性能。
● 先进封装技术
三大代工厂在先进封装技术上的创新是当前半导体行业的热点。
◎ 台积电的CoWoS技术已被NVIDIA和AMD用于其AI芯片的封装。CoWoS采用中介层通过硅通孔连接SoC和HBM内存，而SoIC技术则将逻辑和内存封装在生产线前端，显著减少多层、尺寸和功能的组装时间。
◎ 三星的I-Cube ETM方法通过在RDL中嵌入桥接器，加快了硅片的使用寿命。
◎ 英特尔的Foveros Direct 3D技术允许将逻辑堆叠在逻辑上，实现更高的连接带宽。
● 异构集成与3D-IC
异构集成和3D-IC技术正在改变芯片设计和制造的方式。
◎ 英特尔的Foveros技术允许将主动逻辑芯片堆叠在其他芯片上，实现高密度和高性能的封装。
◎ 台积电的SoIC技术通过短互连线封装和堆叠芯片，提供更快、更短的连接。
◎ 三星则通过3D-IC和2.5D封装技术，结合2nm和4nm芯片，实现了高效的热管理和性能优化。
● 新材料与背面供电
背面供电技术和新材料的应用是未来半导体发展的重要方向。
◎ 英特尔的PowerVia背面供电方案通过芯片背面供电，减少线路拥堵和噪声问题。
◎ 台积电和三星也计划在未来几年内实现背面供电技术。玻璃基板的应用提供了更好的平面度和更低的缺陷率，适用于先进节点和复杂封装。
三大代工厂在生态系统建设上都投入了大量资源。台积电的工艺开发套件和先进封装设计套件为客户提供了多样化的选择，英特尔和三星也在积极构建各自的生态系统。
EDA供应商的支持对于半导体流程和封装方法的成功至关重要，但随着流程数量的增加，支持的难度也在加大。地缘政治和供应链问题对半导体行业产生了深远影响。
美国和欧洲正在推动制造业回归本土，对半导体晶圆厂、设备、工具和研究的投资也在不断增加。这为新技术提供了动力，如共封装光学器件、新材料和低温计算。
半导体代工厂的竞争日益复杂，涉及到工艺节点、封装技术、生态系统建设和地缘政治等多个方面。英特尔、三星和台积电在各自领域不断创新，推动了半导体技术的进步和市场的发展。
未来的竞争将更加注重每瓦性能、定制化解决方案和快速交付的重要性。随着新技术的不断涌现，代工厂的竞争将变得更加激烈和多样化。
英特尔、三星和台积电在半导体行业中各有优势，在这个快速发展的领域，保持技术领先和市场灵活性将是成功的关键。
