深度拆解 · TECHNICAL & STRATEGIC TEARDOWN

硅桥(连桥)与盛合晶微 SmartPoser-BD 中国如何用先进封装,绕过"光刻这堵墙" · The silicon-bridge off-ramp around the lithography wall

一句话:硅桥(Silicon Bridge) = 把一小块"巨贵但布线超密"的硅,埋进便宜的有机基板里,只放在两颗 chiplet 最需要高速对话的接缝处,其余地方继续用便宜布线。这套思路 Intel EMIB 最早做出,盛合晶微(SJSemi)的版本叫 SmartPoser-BD —— 官方口径是"已完成全流程及可靠性验证",尚未量产
~85%
盛合 2.5D 大陆市占(2024,Gartner)
验证完成
SmartPoser-BD 当前状态(未量产)
~2017
Intel EMIB 量产起点(领先数年)
74.4%
单一"客户A"营收占比(2025 H1)
印刷电路板 PCB(主板) 有机基板 / fan-out RDL(Organic Substrate) 计算 Die Chiplet A 逻辑 / IO Die Chiplet B HBM 堆叠 ×n(TSV 垂直互联) ★ 硅桥 Silicon Bridge ← 只在接缝处的一小块硅 ▸ microbump 微凸块(die↔桥/基板) ▸ Cu pillar / TSV 高铜柱 · 桥内垂直互联
图 0 | 嵌入式硅桥封装剖面(自绘示意) 两颗 chiplet 并排,只在它们的接缝下方埋一小块 硅桥(蓝)走超密互联;HBM 通过 TSV 垂直堆叠;其余信号/供电走便宜的有机基板(黄)→ BGA → PCB。铜色 = 互联铜材(microbump / Cu pillar / BGA)。
01 — 为什么会有先进封装

摩尔定律撞墙,于是"把大芯片拆成小芯片再缝起来"The wall that made packaging strategic

过去 50 年,芯片变强主要靠"把晶体管做小"(摩尔定律)。这条路撞了两堵墙:

① 越做越贵。据 IBS 创始人 Handel Jones,一颗芯片的平均设计成本从 28nm ≈ $40M 涨到 7nm ≈ $217M

② 芯片不能无限大。光刻机有"掩模版极限"(reticle limit),单颗芯片最大约 26×33mm ≈ 858mm²。但一颗现代 AI 加速器要的硅面积远超这个数。

行业的解法:别再做一整颗巨大的单片芯片(monolithic die),而是拆成若干小芯片 chiplet(计算、I/O、内存各自独立、分开制造、良率更高更便宜),再在封装里把它们"密集缝回去",让它们表现得几乎像一颗芯片 —— 这就是异构集成(Heterogeneous Integration),干这活儿的学科就是先进封装。它是明确的 "More than Moore":不靠更小的晶体管,照样拿系统级性能。

对中国的意义:EUV 光刻被卡、SMIC 大致停在 7nm、台积电 CoWoS 又不给受限的中国 AI 芯片做封装。所以"在可用节点做小 chiplet,再用 chiplet+硅桥+HBM 拼出高算力系统",几乎是中国做高端 AI 算力最现实的一条路

芯片设计成本随制程飙升

SOURCE: IBS / Handel Jones · 单位 US$M
858mm²
单次光刻最大芯片面积(reticle 极限)
5.4×
7nm vs 28nm 设计成本倍数
+展开:摩尔定律为何"撞墙"的完整逻辑、以及"先进封装 = More than Moore"的来龙去脉+ 约 350 字

把这两堵墙说透:第一堵是经济墙。先进制程的研发与设计成本呈指数上升 —— 不只是流片贵,光是设计验证、IP、掩模(mask set)就足以让多数产品在 5nm/3nm 上"算不过账"。当单位晶体管的成本不再随节点下降(Dennard 微缩与成本微缩双双失速),"为了更小而更小"在商业上就不成立了。

第二堵是物理墙(reticle limit)。一台 EUV/DUV 光刻机单次曝光的视场约 26mm × 33mm,约 858mm²。AI 加速器(如 GPU + 多颗 HBM)想要的硅面积远超这个上限,单片根本印不下。

于是行业分叉成两条路
  • More Moore(继续微缩):GAA、CFET、背面供电等,继续往 2nm 以下走 —— 但越来越贵、越来越慢、且被 EUV 设备卡死。
  • More than Moore(先进封装):不追求更小晶体管,而是把多颗 chiplet 在封装里"高密度缝合",用系统级集成换性能。硅桥、interposer、3D 堆叠、HBM 都属于这条路。

对被 EUV 卡住的中国而言,第二条路不是"备选",而是当前能拿到高算力的主路。这也是为什么"先进封装"从产业链末端,被抬到了战略高地 —— 它是绕过光刻限制、把现有 7nm 级 chiplet 拼成大算力系统的关键手段。

来源:IBS / Handel Jones(设计成本);reticle 极限为光刻通识;More-than-Moore 为行业共识框架。
02 — 把关键名词讲人话

七个词,看懂这张剖面图The vocabulary, with analogies

Interposer 转接板 / 中介层
夹在 chiplet 和大基板之间的"迷你超高密度电路板",承载芯片之间对话的线路。
2.5D vs 3D
2.5D:芯片并排放在 interposer 上(联排别墅 + 共用地下室)。3D:芯片叠在一起(高楼),垂直连接。
TSV 硅通孔
在硅里垂直钻、灌铜的"微型隧道",让信号/电力上下贯通 —— 3D/2.5D 堆叠的"电梯井"。
Microbump 微凸块 µbump
chiplet 连到 interposer 的微型锡球(今约 20–55µm)。bump pitch 越小 = 连接越多 = 带宽越高。
Cu Pillar 铜柱
更高更结实的铜柱子,走垂直连接。盛合的硅桥就是用"高铜柱"在桥内部走垂直互联。
RDL 重布线层
薄膜里"扇出"的精细金属线,把密集 I/O 重新引到更宽间距。line/space 量线宽/线距(如 2µm/2µm)。硅 RDL 可到亚微米,有机 RDL 较粗。
HBM 高带宽内存
用 TSV 把多颗 DRAM 垂直堆起来、靠超宽总线(每颗 ~1024-bit)喂数据给计算芯片。AI 算力的"油箱"。
Chiplet 小芯片
把一颗大芯片拆成的功能小块,分开制造再封装到一起 —— 良率更高、更便宜、可混用不同工艺。
03 — 三种 2.5D 方案的取舍

硅桥为什么是"甜蜜点"Full silicon vs organic RDL vs embedded bridge

同样是把芯片并排连起来,三条路在"密度 / 成本 / 尺寸 / 供电"上各有取舍。硅桥取了中间那条最划算的。

① 全硅 Interposer CoWoS-S · SmartPoser-Si 整片硅 interposer + TSV 密度 ★★★ 成本 ↑↑↑ 尺寸 ≤ ~2700mm²(受光刻限) ② 有机 RDL CoWoS-R · SmartPoser-RDL 仅有机布线(无硅) 成本 ↓ 灵活 · 可做应力缓冲 密度 ★ 供电/信号偏弱 ③ 嵌入式硅桥 EMIB · CoWoS-L · SmartPoser-BD 小硅桥只在接缝 ★ 甜蜜点:密度 ★★★ 仅在接缝 成本 ↓ 尺寸可更大
图 1 | 三种 2.5D 方案剖面对比(自绘) ①把整片贵硅铺满全程(密度最好但贵、尺寸受限);②全用便宜有机(省钱但密度/供电不足);③只在两颗芯片接缝处埋一小块硅桥,需要带宽的地方拿硅级密度,其余用便宜有机 —— 这就是 EMIB/CoWoS-L/SmartPoser-BD 共同的架构。

成本:桥 vs 全硅 interposer

估算 · Bernstein / Tom's Hardware · 单颗 US$

晶圆利用率:桥 die 更省

Intel 披露(Tom's Hardware)· %
AMD Fiji GPU 封装:中央大 GPU 芯片 + 四周 HBM 堆叠,全部坐在一块硅 interposer 上
[真实照片需联网加载:AMD Fiji GPU + HBM + 硅 interposer 的 2.5D 封装实拍]
真实案例:AMD "Fiji"(Radeon Fury)—— 中央大 GPU + 四颗 HBM 堆叠,全部坐在一块硅 interposer 上,正是 ①全硅 interposer 这一档(≈ CoWoS-S / SmartPoser-Si)的实物长相。硅桥方案的不同在于:把这整块硅缩小成只在接缝处的几小块。
图:Fritzchens Fritz / Wikimedia Commons(CC0/CC BY)· 仅作技术说明

代价 —— 热机械应力(CTE 失配)。硅几乎不热胀(CTE ~2.6 ppm/°C),有机基板热胀很多(~15–30+ ppm/°C)。把硬硅桥埋进会膨胀的有机里 → 翘曲 warpage、分层、microbump 疲劳。NVIDIA Blackwell(CoWoS-L)的良率/改版延迟就栽在这上面。盛合招股书专门强调其类 CMP "湿抛"工艺解决"干磨磨裂桥内 TSV"的问题 —— 正是冲着这类应力去的。

+展开:三种方案逐条拆解(成本结构 / 密度 / 供电 / 尺寸)+ 成本数字的出处+ 约 450 字
① 全硅 Interposer(CoWoS-S / SmartPoser-Si)

布线密度最好,但:光硅 interposer 本身就占封装成本的 40–60%,要复杂的 TSV 工艺,尺寸还被光刻限制在 ~2500–2700mm²。更关键的是这块硅大部分是"浪费"的 —— chiplet 其实只在彼此接缝处才需要超密布线,不是整片都要。

② 纯有机 / RDL Interposer(CoWoS-R / SmartPoser-RDL)

便宜、灵活,还能当应力缓冲层;但 ~2µm 的 line/space 比不过硅的密度和信号完整性(signal integrity),最高端产品的供电(power delivery)也吃力。

③ 嵌入式硅桥(EMIB / CoWoS-L / SmartPoser-BD)= 优雅折中

把小硅桥(通常 2×2mm 到 8×8mm)埋在"两颗芯片相遇的地方",塞进更便宜的有机基板里。需要带宽的地方拿到硅级密度,其余地方全用便宜的有机布线。

成本差距有多大(数字出处)
  • 据 Tom's Hardware 引述 Intel:桥 die 的晶圆利用率约 90%,而大块 interposer 只有 ~60%
  • Bernstein 估算:EMIB 成本约"每颗低三位数美元",而 Rubin 级加速器上的 CoWoS 估计要 $900–1000
  • 这就是为什么整个行业在 AI/HBM 集成上正在向"桥"收敛 —— 但桥并不会取代全硅 interposer,两者按带宽档位长期并存。
来源:Tom's Hardware(晶圆利用率,引 Intel);Bernstein(成本估算);SemiAnalysis(Blackwell 翘曲与改版);盛合招股书(湿抛工艺)。成本为估算值。
04 — 全球竞争对标

EMIB / CoWoS / Cube … SmartPoser-BD 站在哪The competitive landscape

三家巨头都把方案分成"全硅 / 有机 / 硅桥"三档。SmartPoser-BD 对应的是硅桥那一档(高亮行)—— 架构同族,但盛合是"已验证未量产",而 EMIB 已量产近十年、CoWoS-L 正在撑起 NVIDIA Blackwell。

技术厂商桥 / interposer 形态µbump pitch关键备注
EMIB / EMIB-TIntel硅桥直接埋进有机基板,无独立 interposer55→45µm
路线图 25µm
2/2/2µm(L/S/厚),4 层金属;EMIB-T 加 TSV 走供电 + 支持 HBM4;单芯片可达 2 万连接;~0.3 pJ/bit
CoWoS-S台积电全硅 interposer + TSV亚微米 RDL
~1200 IO/mm²
最大 3.3× reticle(~2700mm²);H100、MI300;成本最高
CoWoS-R台积电有机 RDL interposer(InFO)4µm pitch
2/2µm L/S
更便宜、灵活、做 CTE 缓冲;用于 AI ASIC / 网络芯片
CoWoS-L台积电LSI 硅桥埋进 RDL interposer("重构 interposer")桥内亚微米>3000mm²,最多 12 颗 HBM3;NVIDIA Blackwell GB200
Cube-S / R / E三星硅 interposer / 有机 RDL / 嵌入式硅桥I-CubeE 55µm2.3D Cube-E 用 FO-PLP + 无 TSV RDL + 硅桥;最多 12 颗 HBM
S-Connect / FOEBAmkor / 日月光高密度扇出里的硅桥,铜柱走供电细间距SPIL FOEB:1 ASIC + 4 HBM,3 层 RDL(信号 2/2µm);MI200 用过
XDFOI / eSinC长电 / 华天RDL 堆叠 interposer(无 TSV)+ 桥变体2µm L/S长电 XDFOI 已量产 4nm chiplet 封装、最大 ~1500mm²;华天 BiCS 用 LSI 桥
SmartPoser-BD盛合 SJSemi嵌入式硅桥进 fan-out RDL;高铜柱 + 桥内 TSV官方未公布融合 SmartPoser-Si + RDL 特性;验证完成 · 未量产 对标 EMIB / CoWoS-L
+展开:SmartPoser-BD 到底站在哪 · EMIB-T 的"加 TSV"信号 · 中国 OSAT 三巨头格局+ 约 400 字
SmartPoser-BD 的真实位置

架构上和 EMIB / CoWoS-L / Cube-E 是同一族。盛合的桥把它的硅 interposer 本事(TSV、高铜柱)和它的精细有机 RDL(最细 2µm/2µm,最多 6 层金属/6 层介质,即 "6P6M")合在一起。但它是"已验证",不是"已量产" —— 而 EMIB 从 ~2017 年就在大批量出货,CoWoS-L 今天正在撑起 Blackwell。盛合真正量产的是硅 interposer 的 SmartPoser-Si;桥是它路线图上的下一步。

为什么"桥"对 AI + HBM 特别关键

AI 加速器需要两样:①巨大的总硅面积(多颗计算 chiplet,超过 reticle 极限);②海量内存带宽(多颗 HBM,每颗 ~1024-bit 总线)。桥正好在 HBM 总线落点处给出硅级互联,其余留在便宜有机上,而且桥能撑比单片 interposer 更大的封装(EMIB 到 12+ reticle;CoWoS-L >3000mm²)。EMIB-T 在桥里加 TSV,正是为 HBM4/4e 供电 —— 这个信号说明:下一代 AI/HBM,行业选的是"桥",不是"全 interposer"。

中国 OSAT 三巨头 vs 盛合
  • 长电 JCET(全球 #3):XDFOI 已量产 4nm chiplet 封装、最大 ~1500mm²。
  • 通富 TongFu(全球 #5):与 AMD chiplet 产品深度绑定。
  • 华天 Huatian(全球 #6):eSinC 的 SiCS/FoCS/BiCS 变体明确对标 CoWoS-S/R/L。
  • 盛合 SJSemi:差异化在 foundry 式中道基因(晶圆厂级纪律掌控 bumping/TSV/RDL),且据 CIC 是大陆唯一做硅基 2.5D chiplet 量产的公司。
来源:各厂商公开资料、SemiWiki、Tom's Hardware、灼识咨询(CIC)。
05 — 盛合晶微(SJSemi)这家公司

从中芯长电,到 2026 年科创板最大 IPOSpun out of SMIC's packaging arm

2014
成立,原名中芯长电,中芯国际(SMIC) × 长电科技(JCET) 合资,建大陆首条 12 吋中道线
2016
大陆首家量产 14nm bumping(服务高通 Qualcomm)
2020.12
SMIC 被美国列入实体清单,随后作价约 $397M 退出其约 55.87% 股权,长电也退出
2021
更名盛合晶微 SJSemi,转为独立 foundry 模式 OSAT
2024
推出 3× reticle TSV interposer;完成约 $700M 融资(投资方几乎全是国资)
2026.04.21
登陆科创板(688820),发行价 19.68 元,募资约 50.28 亿元 —— 年内最大 IPO
硅晶圆实拍,表面有彩虹色薄膜光泽
[真实照片需联网加载:硅晶圆]
盛合的"中道 foundry"基因 —— 用晶圆厂级别的纪律掌控 bumping / TSV / RDL。
图:Wikimedia Commons · 仅作示意
No.10
全球 OSAT 排名(Gartner,大陆第 4)
591
累计授权专利(产业化 229)

营收四年翻 4 倍(亿元)

2022–2025 · 招股书

大陆市占第一的三块业务(2024,%)

Gartner · 12 吋口径

扭亏为盈(净利润,亿元)

仅 2022 / 2025 为已知端点
−3.29
2022 亏损
+9.23
2025 盈利

SmartPoser 三件套 ↔ 台积电 ↔ 三星(对照)

架构档位盛合 SJSemi台积电 TSMC三星 Samsung盛合状态
全硅 interposerSmartPoser-SiCoWoS-S2.5D Cube-S量产 · 大陆~85%
有机 RDLSmartPoser-RDLCoWoS-R2.3D Cube-R小量试产
嵌入式硅桥SmartPoser-BDCoWoS-L2.3D Cube-E验证完成
+展开:公司全貌 · 融资股东 · IPO 细节 · SmartPoser 之外的全部技术平台+ 约 500 字
基地与团队

总部在江苏江阴,上海、圣何塞设分支;董事长/CEO 崔东,前中芯国际执行副总裁。研发人员 734(2024 年末),员工总数 5332。

融资与股东结构

五轮,累计超 $2B。A 轮(2015)有 SMIC、Qualcomm Ventures、国家集成电路产业投资基金("大基金");2024 年末又完成约 $700M 一轮,投资方几乎全是国资(无锡产业发展基金、上海国资、全国社保基金等)。

IPO 细节
  • 2026-04-21 登陆科创板(688820),发行价 19.68 元,募资约 50.28 亿元 —— 年内最大 IPO。
  • 首日盘中一度涨超 400%,收盘涨约 289%,收盘市值约 1428 亿元(后续一度升向 ~1700 亿元)。
  • 第一大股东无锡产业发展基金(10.89%),无控股股东、无实际控制人。战略配售含海光 Hygon、沐曦 Metax 等国产 AI/芯片名字。
业务结构与地位

三大板块:中道晶圆加工(bumping/CP)、晶圆级封装(WLCSP)、chiplet 多芯片集成(2.5D/3D)。据 Gartner,2024 年大陆 12 吋 bumping 产能(~25%)、12 吋 WLCSP 收入(~31%)、2.5D 收入(~85%)均为大陆第一;全球第 10 大 OSAT、大陆第 4,是全球前十里收入 CAGR 最快的。营收 16.33→30.38→47.05 亿(2022-24)→ 65.21 亿(2025);净利润从 −3.29 亿(2022)转正到 +9.23 亿(2025)。

SmartPoser-2.5D 之外的技术平台
  • Bumping(最细 20µm/12µm 间距/直径,单 die 数十万凸块)、CP、WLCSP
  • 3× reticle TSV interposer(2024-05 推出)
  • SmartPoser-POP/AiP 3D Package(2025-05 量产,高铜柱 >250µm)、SmartPoser-HD
  • SmartAiP(5G 毫米波天线,24–43GHz)
  • SmartPoser-3DIC-BP(microbump 20µm 及以下,已验证)
  • hybrid bonding(混合键合)/ 3DIC(验证中 —— 这块公开落后于 TSMC/Intel)

累计授权专利 591 件;产业化专利 229 件(境内发明 157 + 境外 72)。

来源:上交所招股书/问询回复;Gartner;财经媒体(首日表现)。
06 — 战略价值与"中国角度"

这是绕过"光刻墙"的匝道,不是弯道超车An off-ramp, not a leapfrog

先进封装能让一个国家在没有最先进光刻的情况下,把性能往上拉。华为昇腾 910C 就是典型:把两颗 910B die 共封 —— die 在 SMIC 7nm 上做,据 SemiAnalysis 用两块硅 interposer + 一块有机基板连起来 —— 教科书级 chiplet 战术。

盛合招股书自己把 chiplet 多芯片封装定位为"中国用国产工艺发展高算力芯片最现实、最重要的制造路线",具"重大战略意义"。但要清醒:盛合在一个成熟细分(硅 interposer 2.5D)对标了领先水平,在硅桥和 3D 前沿仍是"已验证但落后",Intel/TSMC/三星那里有数年领先。

真正的瓶颈是 HBM。据多方报道,当前卡中国 AI 算力的,越来越是 HBM 供给,而不是晶圆产能或封装本身。

全球先进封装市场(US$B)

Yole Group 2025 · CAGR 9.5%

客户集中度风险(2025 H1 营收)

招股书 · 单一"客户A"
+展开:完整的"中国角度"逻辑链 · 市场规模多家口径 · 客户 A 的风险全貌+ 约 400 字
为什么先进封装是战略路线

它能让一个国家在没有最先进光刻的情况下把性能往上拉。中国被切断 EUV、被切断台积电 CoWoS(不给受限中国 AI 芯片做封装),SMIC 又大致停在 7nm。现实路线就是:在可用节点做小 chiplet,再用 chiplet + 桥 + HBM 拼出高性能系统。华为昇腾 910C 把两颗 910B die 共封,就是教科书级案例。

市场规模(多家口径)
  • Yole Group(2025):全球先进封装 2024 年 $46.1B → 2030 年 $79.4B(CAGR 9.5%);高端性能封装(chiplet 集成)到 2030 年 $28.5B(CAGR 23%)。
  • Grand View Research:~$66B/2033(CAGR 6%)—— 口径不同,数字差异较大。
  • 中国先进封装增速预计高于全球平均。
客户 A 风险全貌

单一"客户A"——很可能是一家领先的国产 AI 芯片公司——2025 上半年占营收 74.4%、占应收账款 83.65%。公司被业内(虽非官方)广泛视为华为昇腾生态的核心封装供应商。这种集中度是双刃剑:绑定头部客户带来高增长,但客户一旦流失或调整供应链,冲击会非常直接。这是 ~1400–1700 亿估值的核心风险点之一。

来源:上交所招股书/问询回复;Yole Group;Grand View Research;SemiAnalysis(昇腾 910C)。"客户A=华为"为行业推断,非官方确认。
07 — 给不同读者的落点

同一件事,三种看法What it means for you

设计 / 技术战略

把 BD 当 2026–27 候选

今天能量产的是 SmartPoser-Si。门槛:封装 > ~2500mm² 或需 >2 个 reticle 硅面积时,桥/RDL 成为必须(全硅撞光刻极限)。押注前务必拿盛合的桥翘曲/可靠性数据在你自己的 die 尺寸上验证 —— CTE 翘曲是设计相关的。

投资 / 分析

盯三个会变逻辑的指标

(a) BD 从"验证"走到有名字的量产客户(关键催化剂);(b) 客户A 那 ~74% 份额能否下降(去风险);(c) hybrid bonding / 3DIC 进展(公开落后、又卡下一代 AI)。验证转不了量产、或丢客户A,~1400–1700 亿估值会被实质削弱。

非技术决策者

最可信的匝道,但非超车

这是中国绕过"光刻墙"最可信的一条路,不是弯道超车。盛合在一个成熟细分到了对标领先,在桥和 3D 前沿是"已验证但落后"。记住:真正卡脖子的,越来越是 HBM 供给

数据辨真 · DATA INTEGRITY

哪些是官方口径,哪些是媒体口径Read before citing