三星电机联手高通开发2.1D“有机桥”先进封装
9月15日,韩国电子产业媒体TheElec爆料称,三星电机(Samsung Electro-Mechanics)正与美国高通联合开发面向人工智能芯片的“有机桥”(Organic Bridge)先进封装技术,双方针对嵌入了有机桥的FC-BGA基板进行性能与可靠性验证已超过一年。高通考虑将这项技术用于数据中心大型多裸片半导体产品。

(TheElec报道标题)
事实上,高通早在2024年10月就申请了“互连桥”(Interconnect Bridge)相关专利,并于今年3月在韩国招募有机桥封装研发人员,布局已久。
今年9月9日至11日,三星电机在KPCA Show 2026展会上首次公开展示了2.1D封装基板技术,但官方展讯中对合作客户身份只字未提,是TheElec的报道将专利、招聘与展品线索串联了起来。
值得一提的是,部分海外媒体曾误称该技术由三星电子晶圆代工部门主导制造,实际牵头方是三星电机。三星电机负责FC-BGA基板制造与有机桥嵌入,三星电子代工部门则负责封装整体性能与热机械可靠性评估,其自有的2.3D Cube-E(硅桥)与Cube-R(有机RDL中介层)技术未来可能与2.1D基板形成封装服务组合。
2.1D与2.5D有何区别?
当前AI加速器的主流方案是2.5D封装,以台积电CoWoS-S为代表:在基板之上放置一整片硅中介层,再把计算芯片与高带宽内存(HBM)排布其上。中介层由大面积硅晶圆制成,成本极高。据汇总摩根士丹利、TrendForce等机构数据的市场分析估算,H100级芯片的单颗封装成本约750美元,英伟达B200超过1100美元,硅中介层一项就占封装成本的50%–70%,且面积上限约为2700平方毫米(3.3倍光罩尺寸)。

(台积电CoWoS-S封装)
2.1D的思路是干脆取消整面硅中介层,只在裸片之间需要高密度互连的边界处嵌入微型桥接器,直接连接多颗芯片。三星电机的创新在于:桥不用硅做,而是用源自PCB工艺的有机材料(环氧等有机聚合物加铜布线)制造,预先嵌入FC-BGA基板上刻蚀出的凹槽内,再在其上安装高通的计算裸片,实现无中介层的高密度多裸片集成。

(三星电机2.1D封装展板,图源:TheElec)
按照三星电机在展板上的目标规格,有机桥含5–7层RDL(重布线层)电路,线宽与线距压缩至1.5–2μm,层间过孔直径4–5μm,裸片间布线密度目标为每毫米500–1000条。
作为对比,传统FC-BGA基板的积层布线最细仅约10μm,若只靠基板自身布线互连裸片,信号数量将严重不足;而1.5–2μm的线宽已逼近硅晶圆上的布线水平。它在功能上对标英特尔EMIB封装中的硅桥,但走的是基板制造工艺而非半导体前道工艺。
这并非全新概念——三星电机早在2024年的KPCA展会上就展示过不用硅中介层、直接连接半导体的2.1D基板技术,此次是与高通联合将其推向产品化验证。
成本与专利的双重驱动
把桥从硅换成有机材料,背后有两重现实考量。其一是成本:硅桥必须在晶圆厂用前道设备制造,而有机桥可由类PCB的RDL工艺生产,设备与制造成本显著更低。其二是专利:嵌入小尺寸桥接器连接芯片的概念由英特尔EMIB首创,2017年即已量产并积累了庞大专利组合,后来者采用硅桥方案始终面临侵权风险;有机桥以有机聚合物与铜布线为核心材料,从材料层面绕开了英特尔的硅桥专利网。

(英特尔EMIB结构)
更大的行业背景是先进封装的供需失衡。台积电CoWoS产能从2023年底每月约1.3万–1.6万片一路扩张,2026年底目标12万–13万片,但新客户预订窗口仍长达52–78周,英伟达一家就拿走了2026年约60%的产能。
这迫使全行业寻找替代路径:SK海力士已开始与英特尔探讨用EMIB封装HBM,英特尔今年4月更是宣布EMIB良率达到90%、获两家超大规模客户签约。据TrendForce此前估算,EMIB类方案成本比CoWoS低30%–40%。“桥接替代整面中介层”已成为明确的技术潮流,而有机桥是这条路上成本更低、专利风险更小的版本。
双方各取所需
对高通而言,合作意味着供应链破局。台积电CoWoS被英伟达锁定、预订窗口超过一年,而借助三星电机—三星电子代工的“基板+封装+代工”垂直链条,高通可以在三星体系内完成从设计到封装验证的闭环,为Dragonfly多裸片AI加速器争取成本与交付主动权,同时降低对单一封装供应商的依赖。
对三星电机而言,合作把基板业务从“配套元件”推向“与芯片设计联合定义”的高附加值环节。半导体基板市场预计从2024年的4.8万亿韩元增长到2028年的8万亿韩元,而与高通这样的头部无晶圆厂客户深度绑定,既能抬高FC-BGA的技术与售价天花板,也能让2.1D有机基板与三星代工的Cube-E、Cube-R封装形成完整菜单,在台积电主导的AI封装生态之外另立门户。
当然,风险同样清晰:有机材料的热膨胀系数高于硅,AI加速器长期高温运行下,微凸点键合易疲劳、基板易翘曲;1.5–2μm线宽能否在量产中保持无缺陷和高良率,仍是有待回答的问题。