传统封装工艺会先将硅晶圆 “切割” 成单个芯片，再将这些芯片贴装到印刷电路板（PCB）上并构建电气连接；而晶圆级封装则是在晶圆层面完成电气连接与塑封，之后再通过激光将芯片切割分离。

在芯片结构方面，晶圆级芯片尺寸封装（Wafer-Level Chip-Scale Packaging，简称 WLCSP）与倒装芯片（Flip Chip）的最大区别在于：WLCSP 的芯片（Die）与 PCB 之间没有基板。相反，它通过重新布线层（Redistribution Layers，简称 RDL）替代了基板，从而实现了更小的封装体积，并提升了热传导效率。

晶圆级封装的分类

晶圆级封装主要分为两种类型：扇入型（Fan-In）和扇出型（Fan-Out）。

扇入型晶圆级封装：

主要应用于对技术要求较低的低端手机。在该封装方式中，重新布线层（RDL）的布线方向朝向芯片中心。

扇出型晶圆级封装：

于 2007 年推出。在这种封装结构中，重新布线层（RDL）和焊球的尺寸超过了芯片本身，因此芯片在保持薄型化的同时，还能拥有更多的输入 / 输出接口（I/O）。

扇出型封装进一步细分为三类：核心型（Core）、高密度型（High Density）和超高密度型（Ultrahigh Density），具体差异如下：

核心型：

主要用于对技术要求不高的汽车和网络应用场景（如射频芯片、信息娱乐芯片）。在规模近 15 亿美元的扇出型封装市场中，核心型封装的占比不足 20%。

高密度型与超高密度型：

主要应用于移动设备领域，未来有望拓展至部分网络应用和高性能计算（HPC）应用场景。

目前，全球最大的晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）制造商是台湾积体电路制造股份有限公司（TSMC，简称台积电）。

堆叠式晶圆级封装的发展

过去十年间，堆叠式晶圆级封装技术逐步发展成熟。该技术可在同一个封装体内集成多个集成电路（IC），既适用于 “异质键合”（即将逻辑芯片与存储芯片集成），也可用于存储芯片堆叠。

1. 2.5D 堆叠（2.5-D Stacking）

2.5D 堆叠技术将两个或多个芯片并排摆放，并通过中介层（Interposer）实现芯片间的连接。根据所使用的中介层类型不同，2.5D 堆叠可分为以下几类：

硅中介层（Silicon Interposers）:

是目前唯一需要采用硅通孔（Through-Silicon Via，简称 TSV）的中介层类型。硅通孔是一种垂直电气连接结构，可贯穿硅芯片或硅晶圆。硅中介层采用的技术已较为成熟，市场化应用已超过十年，但硅材料成本较高，且需要先进的前端工艺与制造能力支撑。目前，台积电的 CoWoS-S（Chip on Wafer on Substrate，晶圆上芯片再覆基板）技术在该领域占据市场主导地位。

硅桥（Silicon Bridges）:

属于相对较新的技术。与传统硅中介层相比，硅桥使用的硅材料更少，因此厚度更薄，有助于降低功耗并提升设计灵活性。其核心优势在于支持更先进的系统级集成，因此常用于人工智能（AI）等高性能计算（HPC）场景。代表性技术包括英特尔（Intel）的嵌入式多芯片互连桥（EMIB）和台积电的 CoWoS-L 技术。

重新布线层（RDL）:

也可作为中介层使用。该技术的最大优势在于：制作重新布线层的光刻工艺（Photolithography）可实现精细的线路图案，从而提升速度增益与散热效率。目前，台积电的 CoWoS-R（基于重新布线层的晶圆上芯片再覆基板）技术已准备进入量产阶段。

玻璃中介层（Glass Interposers）:

作为下一代中介层材料正在兴起。玻璃材料具有成本低、高频带宽下功耗损失小的优势，但短期内可能难以实现市场化应用。

2. 3D 堆叠（3-D Stacking）

3D 堆叠技术将多个芯片面对面朝下堆叠（无论是否使用中介层），主要分为两种类型：

带微凸点（µ-bumps）的硅通孔（TSV）技术：

是目前最常见的 3D 堆叠类型。

无凸点混合键合（Bumpless Hybrid Bonding）技术：

属于较新的替代方案。该技术通过介质键合（Dielectric Bond）和嵌入式金属实现芯片间互连，目前仅有存储领域的厂商在对其进行探索。