随着AI芯片的芯片面积持续做大，单颗芯片集成的器件不断增多。过往提升芯片性能，主要依靠缩小晶体管尺寸，在单颗芯片内部集成更多晶体管。但先进制程持续推进，工艺难度与制造成本同步抬升。芯片面积过大时，晶圆上一旦出现局部缺陷，就会造成整颗芯片报废，良率管控难度大幅提升。
当前高端AI芯片转向新的技术路径，将单颗大芯片的功能进行拆分，GPU承担计算任务，HBM负责高速存储，I/O芯片完成数据收发，再依靠先进封装将多颗裸芯片集成在一起，这就是Chiplet技术的核心思路。技术方案变化也带来新挑战，芯片拆分之后，裸芯片之间仍需要高速数据交互。GPU与HBM之间的距离、互连布线密度、供电以及散热方案，都会直接影响整套AI芯片的性能，各类问题最终都落到封装环节。
本轮AI芯片升级，对封装材料的影响不能仅看先进封装市场规模增长。更关键的是单颗芯片封装工序数量增加，部分工序需要多次循环加工，布线持续精细化，对材料纯度、颗粒管控与表面平坦度的标准持续提高。Yole预测，全球先进封装市场规模将从2024年407.6亿美元增长至2029年674.4亿美元，在整体封测市场的占比由40.2%提升至约50%。弗若斯特沙利文测算，全球先进封装材料市场规模将从2025年1044亿元增长至2030年1647亿元；国内市场同期从203亿元增长至365亿元。
芯片拆分后实现裸芯片互连
Chiplet技术解决大芯片制造难题，但芯片拆分不会消除芯片之间的数据传输需求。原本集成在同一颗芯片内部的计算、存储、I/O模块，拆分后需要依靠封装完成互连。Fan-out、2.5D、3D等先进封装架构，本质都是实现裸芯片互连，只是互连实现方式存在差异。Fan-out结构向外延展芯片焊盘，芯片完成塑封之后，通过RDL重新布线，在有限芯片面积上引出更多信号线路。2.5D封装在GPU搭配多颗HBM场景应用广泛，GPU与多颗HBM裸芯片平铺放置在中介层上，依靠中介层内部细密布线完成GPU与HBM之间高速数据交互，台积电CoWoS就属于该类封装方案。3D封装实现芯片上下堆叠，进一步缩短信号传输距离，但在散热、供电、对准精度以及良率方面的要求更高。
该环节带动RDL相关材料需求增长。RDL相当于在封装内部重新制备金属布线层，制备单层RDL，需要依次涂布PI或者PBO介电材料，再经过光刻、铜种子层沉积、电镀、去胶、刻蚀、清洗整套流程。当RDL层数增加至两层、三层甚至更多，整套加工工序需要反复执行。RDL层数提升，除铜材料消耗增加之外，PI、PBO、封装光刻胶、铜靶材、电镀液、显影液、剥离液、清洗液的用量同步增长。同时布线线宽持续缩小，传统规格光刻胶、电镀液、清洗材料难以满足精细线路要求。光刻胶需要精准成型微小图形，电镀液保障细密线路铜层厚度均一，清洗工艺需要控制颗粒与残留。AI芯片带动封装材料产生两层变化，一是加工循环次数增加，材料消耗量提升；二是各类材料需要迭代升级，满足更高规格工艺要求。
HBM堆叠提升纵向加工工序数量
Chiplet实现裸芯片横向互连，HBM技术则完成存储芯片纵向堆叠。HBM是AI芯片主流选用的高带宽存储器，将多层DRAM裸片上下堆叠，依靠TSV结构实现不同存储层之间的垂直信号传输。TSV是在硅晶圆内部制备深孔，在孔内依次形成绝缘层、金属阻挡层以及铜互连结构，实现电信号在晶圆正反面的传输。TSV制备包含深孔刻蚀、金属沉积、铜电镀、CMP等多道工序，HBM堆叠层数提升，带动高纯金属靶材、电镀液、添加剂以及CMP材料进入封装制造环节。
HBM堆叠层数持续向上迭代，KAIST路线图预计HBM4达到16层，HBM5有望提升至20层。同时DRAM裸片持续减薄，互连间距由几十微米缩小至10至15微米。裸片厚度不断变薄，无法直接进行加工，需要借助临时键合胶将晶圆固定在载板上，完成减薄等工序之后，再对晶圆进行剥离，临时键合胶和解键合材料由此纳入先进封装材料体系。HBM由8层向12层、16层迭代，材料消耗不能简单依靠单颗芯片静态用量估算。堆叠层数提升带动加工工序重复执行，材料需求随堆叠层数同步增长。
互连间距缩小抬升材料技术门槛
芯片之间互连结构持续微型化，技术路线从早期焊球，逐步过渡到铜柱、微凸点。随着互连密度持续提高，传统微凸点的尺寸缩小空间见顶，行业开始向混合键合技术演进。混合键合与传统焊接方案最大区别，上下两片芯片的铜结构可以直接相互连接，周边绝缘介质同步完成键合，不再使用传统焊料，能够进一步缩小互连节点尺寸。英特尔FoverosDirect已经将互连间距做到10微米以下，华为2026年公开的逻辑折叠方案采用晶圆对晶圆混合键合，互连间距达到1.5微米。互连尺寸缩小之后，晶圆表面平整度与洁净度成为关键。两片晶圆键合时，铜表面高度差或者微小颗粒杂质，都会造成键合空洞，影响互连可靠性。从微凸点向混合键合演进，除设备难度提升之外，CMP工艺需要将晶圆表面抛光至更高平整度，清洗液管控微小颗粒与残留，电镀铜层需要保持高度均匀性，高纯材料与表面处理材料的技术标准全面提升。互连间距越小，配套材料的技术壁垒越高。
大尺寸封装带来翘曲与散热的材料解决方案
GPU、HBM以及各类裸芯片集成在同一个封装内部，会产生两大核心难题，封装翘曲变形与芯片散热。芯片、载板、塑封材料受热之后热膨胀幅度各不相同。封装尺寸较小时，该问题容易管控；封装面积持续放大，不同材料热膨胀差异容易引发封装翘曲、分层、线路偏移缺陷。先进封装采用的底部填充胶与环氧塑封料，需要压低热膨胀系数，同时保持良好流动性，能够填充芯片之间狭小缝隙。材料内部填料也需要同步升级，球形二氧化硅、球形氧化铝的颗粒粒径、球形度、纯度，直接影响塑封料流动性、热膨胀性能与产品可靠性。
封装尺寸持续增大，对这类填料指标要求进一步收紧。封装基板处在芯片与PCB之间，承担芯片支撑、信号传输、供电以及部分散热功能。高性能GPU、CPU、ASIC芯片大量使用ABF载板。单封装集成GPU、HBM等多颗裸芯片，封装面积与I/O引脚数量同步增加，ABF载板需要增加布线层数，并且缩小线宽。载板面积越大，翘曲管控难度越高。玻璃芯基板凭借低热膨胀、尺寸稳定性优势，适配大尺寸封装需求，目前处于产业验证阶段，TGV通孔加工、金属化以及成本问题仍待解决。
散热方面，AI芯片功耗持续走高，芯片产生的热量需要传导至散热盖板与散热器，热界面材料TIM填充接触面微观缝隙，降低热阻提升热量传导效率。多芯片封装普及后，同一个封装内部存在不同高度、不同功耗的裸芯片，TIM材料需要兼顾高导热能力与柔性，长期工作不发生干涸、脱附失效。
综合来看AI芯片带动先进封装材料的整体变化逻辑。Chiplet拆分芯片催生RDL与中介层相关材料需求；HBM堆叠层数提升，带动TSV制备、晶圆减薄、临时键合材料需求；互连节点持续缩小，技术路线转向混合键合，拉高CMP、清洗、电镀等表面处理材料门槛；封装面积扩大引发翘曲与散热难题，推动封装基板、塑封料、底填胶、填料以及热界面材料迭代。技术每向前推进一步，要么新增加工工序，要么提升材料性能指标。
相关公司
飞凯材料公司已经形成湿电子化学品、环氧塑封料、锡球、临时键合材料和先进封装光刻胶等产品。2026年上半年，先进封装厚膜负性光刻胶通过国内主流封装厂验证并获得小批量订单，部分临时键合材料也已经进入小批量供货。
天承科技公司围绕TSV、RDL、凸点和玻璃基板开发电镀材料，已经完成多类铜、镍、锡银电镀液的研发和技术储备，TSV电镀添加剂正在推进头部客户导入。
300***公司重点布局CMP抛光垫、封装PI、临时键合胶和TSV抛光液。截至2026年6月末，8款半导体封装PI产品中已有3款取得多家客户订单；临时键合胶已经持续规模出货，TSV抛光液也已经通过国内先进封装龙头客户验证。
688***公司在先进封装中主要覆盖CMP、电镀和清洗材料。TSV、TGV及混合键合抛光液已经在客户处使用，2026年上半年TSV电镀液及添加剂进入量产并形成销售。
300***公司覆盖电镀、清洗、光刻、研磨和蚀刻材料。TSV铜互连电镀添加剂已经量产，可以用于高深宽比微孔填充；2026年上半年电镀液及添加剂销售额同比增长超过30%。
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作者：于晓明 执业证书编号：A0680622030012
随着AI芯片的芯片面积持续做大，单颗芯片集成的器件不断增多。过往提升芯片性能，主要依靠缩小晶体管尺寸，在单颗芯片内部集成更多晶体管。但先进制程持续推进，工艺难度与制造成本同步抬升。芯片面积过大时，晶圆上一旦出现局部缺陷，就会造成整颗芯片报废，良率管控难度大幅提升。
当前高端AI芯片转向新的技术路径，将单颗大芯片的功能进行拆分，GPU承担计算任务，HBM负责高速存储，I/O芯片完成数据收发，再依靠先进封装将多颗裸芯片集成在一起，这就是Chiplet技术的核心思路。技术方案变化也带来新挑战，芯片拆分之后，裸芯片之间仍需要高速数据交互。GPU与HBM之间的距离、互连布线密度、供电以及散热方案，都会直接影响整套AI芯片的性能，各类问题最终都落到封装环节。
本轮AI芯片升级，对封装材料的影响不能仅看先进封装市场规模增长。更关键的是单颗芯片封装工序数量增加，部分工序需要多次循环加工，布线持续精细化，对材料纯度、颗粒管控与表面平坦度的标准持续提高。Yole预测，全球先进封装市场规模将从2024年407.6亿美元增长至2029年674.4亿美元，在整体封测市场的占比由40.2%提升至约50%。弗若斯特沙利文测算，全球先进封装材料市场规模将从2025年1044亿元增长至2030年1647亿元；国内市场同期从203亿元增长至365亿元。
芯片拆分后实现裸芯片互连
Chiplet技术解决大芯片制造难题，但芯片拆分不会消除芯片之间的数据传输需求。原本集成在同一颗芯片内部的计算、存储、I/O模块，拆分后需要依靠封装完成互连。Fan-out、2.5D、3D等先进封装架构，本质都是实现裸芯片互连，只是互连实现方式存在差异。Fan-out结构向外延展芯片焊盘，芯片完成塑封之后，通过RDL重新布线，在有限芯片面积上引出更多信号线路。2.5D封装在GPU搭配多颗HBM场景应用广泛，GPU与多颗HBM裸芯片平铺放置在中介层上，依靠中介层内部细密布线完成GPU与HBM之间高速数据交互，台积电CoWoS就属于该类封装方案。3D封装实现芯片上下堆叠，进一步缩短信号传输距离，但在散热、供电、对准精度以及良率方面的要求更高。
该环节带动RDL相关材料需求增长。RDL相当于在封装内部重新制备金属布线层，制备单层RDL，需要依次涂布PI或者PBO介电材料，再经过光刻、铜种子层沉积、电镀、去胶、刻蚀、清洗整套流程。当RDL层数增加至两层、三层甚至更多，整套加工工序需要反复执行。RDL层数提升，除铜材料消耗增加之外，PI、PBO、封装光刻胶、铜靶材、电镀液、显影液、剥离液、清洗液的用量同步增长。同时布线线宽持续缩小，传统规格光刻胶、电镀液、清洗材料难以满足精细线路要求。光刻胶需要精准成型微小图形，电镀液保障细密线路铜层厚度均一，清洗工艺需要控制颗粒与残留。AI芯片带动封装材料产生两层变化，一是加工循环次数增加，材料消耗量提升；二是各类材料需要迭代升级，满足更高规格工艺要求。
HBM堆叠提升纵向加工工序数量
Chiplet实现裸芯片横向互连，HBM技术则完成存储芯片纵向堆叠。HBM是AI芯片主流选用的高带宽存储器，将多层DRAM裸片上下堆叠，依靠TSV结构实现不同存储层之间的垂直信号传输。TSV是在硅晶圆内部制备深孔，在孔内依次形成绝缘层、金属阻挡层以及铜互连结构，实现电信号在晶圆正反面的传输。TSV制备包含深孔刻蚀、金属沉积、铜电镀、CMP等多道工序，HBM堆叠层数提升，带动高纯金属靶材、电镀液、添加剂以及CMP材料进入封装制造环节。
HBM堆叠层数持续向上迭代，KAIST路线图预计HBM4达到16层，HBM5有望提升至20层。同时DRAM裸片持续减薄，互连间距由几十微米缩小至10至15微米。裸片厚度不断变薄，无法直接进行加工，需要借助临时键合胶将晶圆固定在载板上，完成减薄等工序之后，再对晶圆进行剥离，临时键合胶和解键合材料由此纳入先进封装材料体系。HBM由8层向12层、16层迭代，材料消耗不能简单依靠单颗芯片静态用量估算。堆叠层数提升带动加工工序重复执行，材料需求随堆叠层数同步增长。
互连间距缩小抬升材料技术门槛
芯片之间互连结构持续微型化，技术路线从早期焊球，逐步过渡到铜柱、微凸点。随着互连密度持续提高，传统微凸点的尺寸缩小空间见顶，行业开始向混合键合技术演进。混合键合与传统焊接方案最大区别，上下两片芯片的铜结构可以直接相互连接，周边绝缘介质同步完成键合，不再使用传统焊料，能够进一步缩小互连节点尺寸。英特尔FoverosDirect已经将互连间距做到10微米以下，华为2026年公开的逻辑折叠方案采用晶圆对晶圆混合键合，互连间距达到1.5微米。互连尺寸缩小之后，晶圆表面平整度与洁净度成为关键。两片晶圆键合时，铜表面高度差或者微小颗粒杂质，都会造成键合空洞，影响互连可靠性。从微凸点向混合键合演进，除设备难度提升之外，CMP工艺需要将晶圆表面抛光至更高平整度，清洗液管控微小颗粒与残留，电镀铜层需要保持高度均匀性，高纯材料与表面处理材料的技术标准全面提升。互连间距越小，配套材料的技术壁垒越高。
大尺寸封装带来翘曲与散热的材料解决方案
GPU、HBM以及各类裸芯片集成在同一个封装内部，会产生两大核心难题，封装翘曲变形与芯片散热。芯片、载板、塑封材料受热之后热膨胀幅度各不相同。封装尺寸较小时，该问题容易管控；封装面积持续放大，不同材料热膨胀差异容易引发封装翘曲、分层、线路偏移缺陷。先进封装采用的底部填充胶与环氧塑封料，需要压低热膨胀系数，同时保持良好流动性，能够填充芯片之间狭小缝隙。材料内部填料也需要同步升级，球形二氧化硅、球形氧化铝的颗粒粒径、球形度、纯度，直接影响塑封料流动性、热膨胀性能与产品可靠性。
封装尺寸持续增大，对这类填料指标要求进一步收紧。封装基板处在芯片与PCB之间，承担芯片支撑、信号传输、供电以及部分散热功能。高性能GPU、CPU、ASIC芯片大量使用ABF载板。单封装集成GPU、HBM等多颗裸芯片，封装面积与I/O引脚数量同步增加，ABF载板需要增加布线层数，并且缩小线宽。载板面积越大，翘曲管控难度越高。玻璃芯基板凭借低热膨胀、尺寸稳定性优势，适配大尺寸封装需求，目前处于产业验证阶段，TGV通孔加工、金属化以及成本问题仍待解决。
散热方面，AI芯片功耗持续走高，芯片产生的热量需要传导至散热盖板与散热器，热界面材料TIM填充接触面微观缝隙，降低热阻提升热量传导效率。多芯片封装普及后，同一个封装内部存在不同高度、不同功耗的裸芯片，TIM材料需要兼顾高导热能力与柔性，长期工作不发生干涸、脱附失效。
综合来看AI芯片带动先进封装材料的整体变化逻辑。Chiplet拆分芯片催生RDL与中介层相关材料需求；HBM堆叠层数提升，带动TSV制备、晶圆减薄、临时键合材料需求；互连节点持续缩小，技术路线转向混合键合，拉高CMP、清洗、电镀等表面处理材料门槛；封装面积扩大引发翘曲与散热难题，推动封装基板、塑封料、底填胶、填料以及热界面材料迭代。技术每向前推进一步，要么新增加工工序，要么提升材料性能指标。
相关公司
飞凯材料公司已经形成湿电子化学品、环氧塑封料、锡球、临时键合材料和先进封装光刻胶等产品。2026年上半年，先进封装厚膜负性光刻胶通过国内主流封装厂验证并获得小批量订单，部分临时键合材料也已经进入小批量供货。
天承科技公司围绕TSV、RDL、凸点和玻璃基板开发电镀材料，已经完成多类铜、镍、锡银电镀液的研发和技术储备，TSV电镀添加剂正在推进头部客户导入。
300***公司重点布局CMP抛光垫、封装PI、临时键合胶和TSV抛光液。截至2026年6月末，8款半导体封装PI产品中已有3款取得多家客户订单；临时键合胶已经持续规模出货，TSV抛光液也已经通过国内先进封装龙头客户验证。
688***公司在先进封装中主要覆盖CMP、电镀和清洗材料。TSV、TGV及混合键合抛光液已经在客户处使用，2026年上半年TSV电镀液及添加剂进入量产并形成销售。
300***公司覆盖电镀、清洗、光刻、研磨和蚀刻材料。TSV铜互连电镀添加剂已经量产，可以用于高深宽比微孔填充；2026年上半年电镀液及添加剂销售额同比增长超过30%。
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作者：于晓明 执业证书编号：A0680622030012
