CoWoS vs InFO 技術比較

解析兩大先進封裝技術的差異與應用場景

封裝技術的關鍵角色

隨著摩爾定律逐漸逼近極限，傳統透過微縮製程來提升晶片效能與功耗比的策略已面臨瓶頸，此時，業界的焦點逐漸轉向晶片架構創新與封裝技術的突破，特別是針對異質整合與系統級模組化的封裝方案；所謂「先進封裝（Advanced Packaging）」，即是利用更高密度的電氣互連、更優化的熱管理，以及更彈性的晶片配置，讓整體系統性能得以延續摩爾定律的成長軌跡。

台積電（TSMC）作為全球晶圓代工領域的技術領導者，在先進封裝領域持續投入研發，提出多項封裝平台，涵蓋 2.5D、3D IC、扇出型封裝（Fan-Out）等架構；其中，CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）與 InFO（Integrated Fan-Out）是目前最具代表性與成熟度的兩種技術，廣泛應用於高效能運算（HPC）、智慧型手機系統單晶片（SoC）、人工智慧（AI）加速器、穿戴式設備等領域。

本文將比較 CoWoS 與 InFO 的設計原理、製程差異、應用場景與未來發展趨勢，協助建立完整技術認知與選型依據。

技術架構總覽

在討論先進封裝技術時，了解其基本架構與設計邏輯是理解後續應用與優劣比較的基礎；CoWoS 與 InFO 作為台積電主推的兩種代表性封裝技術，其出發點與應用場景各自不同，並反映在封裝結構、熱管理能力、電氣特性與成本結構等多個層面。

以下表格將這兩項技術的核心結構與特性進行橫向比對：

技術	CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）	InFO（Integrated Fan-Out）
初次商用	2012	2016
封裝結構	晶片堆疊於中介層（Interposer）上，再封裝於基板	無基板結構，晶片嵌入模塑樹脂中，外部為重新佈線層（RDL）
散熱能力	較佳，支援高功耗設計	散熱能力有限
RDL 密度	高，支援多層 RDL 與矽穿孔	較低，有限的金屬層堆疊數
主打應用	HPC、AI、資料中心	行動裝置、消費性電子

CoWoS 技術深入解析

CoWoS 是三維封裝技術的一種變形，代表了 2.5D IC 封裝架構中極為成熟與關鍵的一環，其技術核心在於採用矽中介層（Silicon Interposer）作為高密度再佈線平台，能夠將多顆晶片（Chiplets）橫向整合於同一平面，例如邏輯晶片（如 CPU 或 GPU）與高頻寬記憶體（HBM）。

這種設計可提供大規模的互連頻寬並顯著降低訊號延遲，對於高效能運算（HPC）與人工智慧訓練應用來說尤為關鍵。中介層本身由高純度矽所構成，具備超過萬條金屬走線（Metal Traces），支援微米級訊號線寬與線距，進一步提升了 I/O 密度與訊號完整性（Signal Integrity）。

透過 TSV（Through-Silicon Via，矽穿孔）技術，訊號可在中介層與底層基板之間垂直傳輸，這不僅大幅縮短電氣通路，也強化散熱途徑。CoWoS 也可支援異質整合，例如在同一封裝內結合不同製程節點的晶片，甚至整合來自不同 IP 提供者的功能模組。

CoWoS 廣泛應用於資料中心與 AI 應用場景，例如 NVIDIA H100 使用台積電 CoWoS-S 技術，整合 6 顆 HBM3，以提供超過 3 TB/s 的記憶體頻寬。此一封裝策略使得 GPU 可在處理龐大資料時維持高效能並控制功耗，同時具備高可靠度與封裝良率。

延伸閱讀：探索高效能計算未來：CoWoS 技術詳解

InFO 技術深入解析

隨著智慧型手機、穿戴裝置與物聯網設備不斷追求更高效能、更小尺寸，傳統封裝技術面臨極限挑戰；傳統基板封裝需要厚重的封裝基板與多層金屬凸塊（bump），增加了成本也造成封裝厚度提升；為解決這些問題，台積電於2016年推出了 InFO（Integrated Fan-Out）技術。

InFO 技術屬於 Fan-Out Wafer-Level Packaging（FOWLP）的一種，取消昂貴厚重的封裝基板，晶片直接嵌入模塑樹脂材料（Molded Resin），透過多層重新佈線層（RDL）實現訊號水平傳輸，這種架構能以高精度打造微小金屬線路，縮短晶片訊號路徑，降低系統功耗與延遲。

優勢： InFO 的封裝厚度顯著降低，適合現代行動裝置，不使用基板可避免昂貴的成本，降低整體封裝成本。晶片嵌入模塑樹脂中，訊號傳輸路徑縮短，降低晶片功耗與延遲，特別適合行動裝置或無線通信設備。

限制： 重新佈線層（RDL）層數有限，難以支援複雜晶片堆疊與高密度互連，散熱能力低於 CoWoS，模塑樹脂的導熱能力較差，不適合高功率應用（超過 20W 需慎重考慮）。

應用案例： 蘋果 A 系列處理器如 A12、A14 等採用 InFO-PoP 技術，高通 Snapdragon 行動平台使用 InFO-AiP 封裝技術進行毫米波 5G 通訊晶片整合。智慧手錶、TWS 耳機等穿戴裝置亦大量採用 InFO_oS 技術。

技術比較與選型建議

在完成對 CoWoS 與 InFO 技術細節的深入解析後，我們可以從系統整合性、製程彈性、封裝成本、散熱效能、I/O 密度等多個角度，對兩者進行有系統的比較；這種比較有助於在面對不同應用需求（如高效能運算、行動裝置或低功耗模組化系統）時，做出合理的封裝技術選擇；由於這兩種技術分別代表了異質整合與扇出型架構的不同優勢路線，理解其在實務應用中的差異尤為重要。

以下表格整理了 CoWoS 與 InFO 的關鍵技術特性與適用情境，作為選型決策的參考依據：

項目	CoWoS	InFO
封裝密度	高	中等
成本結構	高	中等至低
適用功率範圍	中高功率（>100W）	低功率（<20W）
封裝厚度	厚	薄（<1mm）
散熱能力	高	中低
系統延展性	優（可支援 2.5D/3D IC）	佳（橫向整合 + 天線）

若目標應用需極高 I/O 整合、高頻寬（如 AI、HPC），優先考慮 CoWoS；若目標為輕薄短小與成本控制（如手機、穿戴式裝置），建議選用 InFO。

未來發展趨勢

台積電未來將推動 CoWoS-L（Large Interposer）以擴大中介層的尺寸與訊號線密度，進一步提升多晶片（chiplets）橫向與垂直整合的能力，使其可支援更大規模、高頻寬、高功率密度的封裝架構，這一發展方向特別適合 AI 模型訓練與資料中心應用中越來越常見的巨量參數計算需求。

另一方面，InFO 封裝技術則將推進至 InFO-MS（Multi-Stack）與 InFO-SoW（System on Wafer）架構，強調異質系統功能在單一封裝中的垂直整合與高密度模組化封裝能力，InFO-MS 將導入更複雜的晶粒堆疊（例如記憶體與邏輯整合），而 InFO-SoW 則結合扇出封裝與晶圓級模組設計思維，推動更多中低功耗應用的系統整合與微型化，如穿戴式、邊緣運算、車用雷達等。

從整體趨勢來看，台積電的封裝藍圖正逐步走向「從單晶片封裝（chip-level）邁向系統封裝（system-level）」，並將異質整合、模組化設計、熱管理與電源整合視為未來核心戰場。

封裝邁向系統整合

CoWoS 與 InFO 雖然起初服務於截然不同的市場需求——前者聚焦於高效能運算與資料中心的極限效能需求，後者則優先滿足行動裝置與穿戴設備的輕薄與低功耗要求——但兩者的技術演進軌跡卻展現出高度的趨同性。

這正是當代先進封裝的核心精神：不論是異質整合還是晶片模組化，最終目的都是朝向系統級封裝（System-Level Packaging）邁進，實現更大整合密度、更佳熱管理能力、更靈活的架構配置與更低延遲的系統效能。

這一趨勢也反映了半導體產業發展的新典範——由「單晶片」的性能競賽，轉向「多晶片」與「異質架構」協作下的整體系統設計優化。封裝技術不再只是後段製程的輔助角色，而是逐漸走向決定系統表現的主舞台。

未來，工程師在選擇封裝平台時，將不僅考慮成本與尺寸，更需從系統整合、散熱機制、互連密度到製程協同進行通盤評估。而 CoWoS 與 InFO，無論在高功耗或低功耗市場，都已展現其作為關鍵解方的潛力與戰略地位，成為次世代封裝架構布局中不可或缺的兩大基石。