人工智能正将先进封装技术推向看似矛盾的两个方向：封装尺寸持续增大，而互连节距与缺陷容限却不断缩小。
在新加坡A*STAR举办的“协同创新2026”（Innovate Together 2026）会议上，来自KLA、ASM、ASMPT及新加坡国立大学（NUS）的专家指出，先进封装的发展已超越单一设备或工艺技术层面。当前核心挑战在于：如何在保证良率、可靠性和成本效益的前提下，整合材料、键合、量测与检测、光互连及系统设计等环节，以应对更大面积封装与更精细互连节距带来的复杂性。
A*STAR微电子研究所（IME）系统级封装负责人、本场专题讨论主持人苏里亚·巴塔查里亚（Surya Bhattacharya）表示，随着晶体管微缩难以继续满足AI算力需求，系统需集成更多芯片与功能单元，封装正日益成为系统设计中不可或缺的关键部分。www.eic.net.cn
混合键合对材料与工艺提出严峻考验
ASM国际公司先进封装部门企业总监阿维·山塔拉姆（Avi Shantaram）指出，混合键合是实现下一代高密度3D互连的重要技术，但其挑战远不止于键合设备本身——界面工程同样至关重要。
随着芯粒（chiplet）与3D堆叠推动互连密度提升，晶圆表面粗糙度、化学机械抛光（CMP）凹陷、洁净度及颗粒控制等因素均显著影响键合质量。混合键合要求极平整、洁净的表面，因此前驱体特性、CMP工艺、原子层沉积（ALD）、表面处理、材料界面工程及低温工艺等，均构成关键的过程控制要素。
当互连尺寸持续缩小，微小颗粒便可能在键合界面形成较大空洞，进而威胁可靠性与良率。
ASMPT半导体解决方案部高级副总裁兼首席技术官加里·威多森（Gary Widdowson）强调，混合键合短期内不会完全取代传统热压键合（TCB）。TCB在工艺成熟度与成本方面仍具优势，二者将在不同阶段共存，尤其在高密度堆叠应用（如高带宽存储器HBM）中尤为明显。
然而，随着互连节距进一步缩小，铜-铜直接键合在高密度互连中的优势或将使其成为部分先进封装的必要选择。易IC库存管理软件
威多森补充道，该技术的普及速度最终取决于成本与良率：“我们面对的是整套工艺流程，而非单台设备问题。”设备制造商需联合晶圆厂、封装厂商及材料供应商，共同确立可行的工艺窗口，方能推动混合键合从技术演示迈向大规模量产（HVM）。
HBM对先进封装过程控制提出更高要求
当HBM与多个逻辑芯片集成于单一封装内时，微小的工艺波动即可引发系统级良率问题。KLA全球客户组织副总裁兼总经理蔡伟德（Chia Wee Teck）指出，先进封装不能仅依赖终检；缺陷与工艺偏差必须贯穿制造全流程进行监控。
“看不见，就无法测量；无法测量，就无法控制。”蔡伟德强调，设备厂商需打通检测、量测与工艺数据链，精准定位缺陷根源，并将信息实时反馈至制程，构建闭环控制体系。
针对HBM与混合键合，这意味着需持续监测高密度互连结构、微细节距、铜表面形貌、键合空洞、表面污染及芯片/晶圆几何形变等参数。随着封装从工程验证阶段迈入量产阶段，将海量数据转化为可控的工艺窗口，对保障良率与可靠性至关重要。
KLA与A*STAR的合作聚焦于先进封装过程控制，通过检测与量测手段提前识别缺陷、追踪工艺波动。
光互连成为AI封装另一瓶颈
数据传输正成为AI系统的又一瓶颈。新加坡国立大学副校长（学术事务）、教务长兼SHINE中心主任陈亚伦（Aaron Thean）表示，随着AI算力持续扩展，光互连的重要性日益凸显——单通道数据速率正从200 Gb/s向400 Gb/s乃至更高迈进。
这意味着光子器件不能再被简单视为离散元件集合，而必须与电子电路、封装及整体系统架构协同设计。未来异构集成需在系统层级整合光子组件，包括光源集成及光电元件间连接。
陈亚伦还提及铌酸锂等材料有望用于高速光子器件开发。
从设备与封装视角看，威多森指出，光互连需集成电子集成电路（EIC）、光子集成电路（PIC）、激光二极管、光纤阵列及微透镜等多种组件。尽管各部件自身技术相对成熟，但将其集成于单一封装中仍面临对准、键合、热管理与可靠性等多重挑战。
蔡伟德进一步指出，更大挑战在于多类光/电组件的集成过程中，如何同步保障良率、可靠性与成本效率。随着共封装光学（CPO）与近封装光学（NPO）技术加速与计算芯片、交换芯片深度整合，封装过程控制的重要性将持续上升。
面板级封装加剧制造复杂性
随着AI系统在单一封装内集成更多芯片，封装尺寸本身亦成为制造效率的关键制约。巴塔查里亚表示，高性能计算系统规模扩大后，封装需容纳更大算力与存储模块；即便封装尺寸达光刻掩模9倍以上，仍在300mm晶圆上制造封装或中介层已显低效，行业正转向更大尺寸面板平台。
威多森介绍，业界正探索多种面板尺寸，从约300mm起步，延伸至600mm、700mm、800mm，甚至接近1米；目前尚无统一标准，510×515mm为当前讨论较多的候选尺寸之一。未来亟需建立面板尺寸、设备接口及基础设施的行业规范，以避免制造生态体系过度碎片化。
然而，大尺寸面板亦带来新挑战：蔡伟德指出，大型厚重面板易发生翘曲变形，操作难度陡增；同时，在大幅面区域维持微细布线的高精度检测能力亦极具挑战性。
与此同时，封装面积持续扩张，而缺陷尺寸非但未扩大，反而可能进一步缩小。设备制造商因而需在日益扩大的制造区域内，持续实现纳米级检测与量测能力，并将结果反向驱动材料、键合、CMP等各环节优化。目标是支撑先进封装在更高密度与更大尺寸双重维度上持续演进。www.eic.net.cn
