臺積電最大封測廠(chǎng)啟用，3D Fabric 產(chǎn)能曝光

生成式人工智能（AIGC）帶動(dòng)超級芯片需求暴增，造成臺積電先進(jìn)封裝產(chǎn)能供不應求，更讓臺積電總裁魏哲家于股東會(huì )坦言擴產(chǎn)「越快越好」。臺積電近日宣布，竹南先進(jìn)封測六廠(chǎng)（AP6）正式啟用，成為臺積電第一座實(shí)現 3D Fabric 整合前段至后段制程暨測試服務(wù)的自動(dòng)化先進(jìn)封裝測試廠(chǎng)，為目前吃緊的 CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）產(chǎn)能帶來(lái)一場(chǎng)及時(shí)雨。

臺積電表示，先進(jìn)封測六廠(chǎng)興建工程于 2020 年啟動(dòng)，位于竹南科學(xué)園區，廠(chǎng)區基地面積達 14.3 公頃，是臺積電目前幅員最大的封裝測試廠(chǎng)，預估將創(chuàng )造每年約當上百萬(wàn)片 12 英寸晶圓的 3D Fabric 制程技術(shù)產(chǎn)能，以及每年超過(guò) 1000 萬(wàn)個(gè)小時(shí)的測試服務(wù)。

為達到客戶(hù)需求，支持高效能運算（HPC）、人工智能（AI）和行動(dòng)應用等產(chǎn)品，AP6 廠(chǎng)自 2020 年 7 月開(kāi)始興建，到完工啟用，僅花費不到 3 年的時(shí)間，建廠(chǎng)效率堪比制程效率，AP6 廠(chǎng)及時(shí)緩解英偉達（NVIDIA）突然涌入的訂單，也向各方客戶(hù)傳遞臺積電先進(jìn)封裝產(chǎn)能無(wú)虞的重要信息。

臺積電營(yíng)運/先進(jìn)封裝技術(shù)暨服務(wù)、質(zhì)量暨可靠性副總經(jīng)理何軍博士表示，微芯片堆棧是提升芯片效能與成本效益的關(guān)鍵技術(shù)，因應強勁的三維集成電路（3DIC）市場(chǎng)需求，臺積電已完成先進(jìn)封裝及硅堆疊技術(shù)產(chǎn)能的提前部署。

先進(jìn)封裝的好處在于，能將內存、邏輯和感測等不同功能芯片封在一顆芯片內，客戶(hù)可以混合搭配制程，僅在重要的功能上采用 3/5nm 制程，其余則采成熟制程，不僅提升芯片效能又可降低成本。如今竹南廠(chǎng)的啟用，也是臺積電在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的里程碑，目前如 Google 自研的 TPU（張量處理器）、蘋(píng)果 M2 處理器等都有先進(jìn)封裝的足跡。

何軍強調，臺積電透過(guò) 3D Fabric 平臺提供技術(shù)領(lǐng)先與滿(mǎn)足客戶(hù)需求的產(chǎn)能，共同實(shí)現跨時(shí)代的科技創(chuàng )新，成為客戶(hù)長(cháng)期信賴(lài)的重要伙伴。3D 堆疊使得芯片整合密度進(jìn)一步提升，不僅有更多空間容納新功能芯片，也縮短芯片間訊號傳輸的距離，竹南廠(chǎng)的加入，提供臺積電更完備且具彈性的 SoIC（系統整合芯片）、InFO（整合扇出型封裝）、CoWoS 及先進(jìn)測試等產(chǎn)能規劃，臺積電將如虎添翼。

臺積電總裁魏哲家表示，去年起，CoWoS 需求幾乎是雙倍成長(cháng)，明年需求持續強勁。目前優(yōu)先規劃把先進(jìn)封裝龍潭 AP3 廠(chǎng)部分 InFO 制程轉至南科廠(chǎng)，空出來(lái)的龍潭廠(chǎng)加大力度擴充 CoWoS 產(chǎn)能，竹南 AP6 廠(chǎng)也將加入支持，擴充先進(jìn)封裝制程進(jìn)度越快越好。

隨 Google TPU、英偉達 GPU 及超威 MI300 全數導入生成式 AI，臺積電 AIGC 訂單大量涌入，帶動(dòng) CoWoS 擴產(chǎn)需求。外資野村證券預期，臺積電 CoWoS 年化產(chǎn)能將從 2022 年底 7~8 萬(wàn)片晶圓，增至 2023 年底 14~15 萬(wàn)片晶圓，隨產(chǎn)能持續擴充，預估 2024 年底將挑戰 20 萬(wàn)片產(chǎn)能。

市場(chǎng)盛傳日月光、京元電可能分食高階封裝訂單，對此，魏哲家強調，近期因應客戶(hù)即時(shí)需求，的確用一些超越平常方法，例如部分 os（on substrate）委外轉包因應市況，但并不是 CoWoS 制程轉外包，臺積電仍是專(zhuān)注在最有價(jià)值的先進(jìn)封裝部分。

魏哲家強調，臺積電 2nm 制程 2025 年將在竹科寶山廠(chǎng)與中科廠(chǎng)量產(chǎn)，外界預期，龍潭廠(chǎng)規劃擴充 CoWoS 制程，就是為了將來(lái)做整體考慮。

由于 CoWoS 封裝毛利率高，魏哲家指出，最近因為 AIGC 需求突然增加，很多訂單到公司來(lái)，這些皆需要臺積電的先進(jìn)封裝，市場(chǎng)需求遠大于目前產(chǎn)能，現在首要任務(wù)是增加先進(jìn)封裝產(chǎn)能。

臺積電董事長(cháng)劉德音也認為，臺積電很早就發(fā)現半導體價(jià)值不僅只是摩爾定律，先進(jìn)封裝也是增加價(jià)值的方法。如今，臺積電已經(jīng)擴展至 3D IC 及先進(jìn)封裝，來(lái)增加客戶(hù)產(chǎn)品系統效能。雖然目前生成式 AI 占臺積電營(yíng)收比重還很小，但對于臺積電最重要的 3D IC 及先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)，已經(jīng)跨越經(jīng)濟規模，未來(lái)也會(huì )是另一塊重要的成長(cháng)動(dòng)能。

鑒于先進(jìn)封裝發(fā)展性可期，臺積電也開(kāi)始做長(cháng)遠研究，包括光學(xué)計算（Optical computing），2D scaling 和 3D IC 暨先進(jìn)封裝都會(huì )持續投入，兩者會(huì )是臺積電研發(fā)的兩只腳。

至于美國廠(chǎng)是否也有先進(jìn)封裝產(chǎn)能？劉德音表示，目前為止還沒(méi)有，因為客戶(hù)認為并不劃算，所以將來(lái)在美國制造出來(lái)的芯片，若要使用先進(jìn)封裝，還是要回來(lái)亞洲做。也呼應先前提到臺積電其實(shí)是美中兩大系統中間的緩沖區，要真正實(shí)現美國制造，成本勢必是相當高昂，大廠(chǎng)也會(huì )進(jìn)行評估整體的經(jīng)濟效益。

取之于 AI，用之于 AI

臺積電這座竹南先進(jìn)封測六廠(chǎng)（AP6），已悄悄加入眾多 AI 應用，不乏 HPC、AI 智能檢測等技術(shù)，廠(chǎng)內所建置的五合一智能自動(dòng)化系統，更幫助縮短生產(chǎn)周期，臺積電可以說(shuō)是「取之于 AI，用之于 AI」。

臺積電在晶圓制造流程中，其實(shí)就整合了人工智能、機器學(xué)習和先進(jìn)算法，用來(lái)建構智能制造的環(huán)境。這座智能工廠(chǎng)里，從排程與派工、人員生產(chǎn)力、機臺生產(chǎn)力、制程與機臺控制全面落實(shí)智能化生產(chǎn)。有效提升質(zhì)量、生產(chǎn)力、效率和彈性，同時(shí)最大化成本效益。

另外，臺積電也整合智能化行動(dòng)裝置、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)式機器人，結合智能自動(dòng)物料搬運系統（Intelligent Automated Material Handling System），以強化晶圓生產(chǎn)資料收集與分析。實(shí)現快速產(chǎn)能提升、縮短制造周期、穩定的生產(chǎn)良率、準時(shí)交貨。

AP6 廠(chǎng)由緊密相連的 3 座廠(chǎng)房組成，廠(chǎng)內建置的五合一智能自動(dòng)化物料搬運系統，總計長(cháng)度超過(guò) 32 公里，可以串聯(lián)晶圓至晶粒的生產(chǎn)資訊，每秒資料處理量為前段晶圓廠(chǎng)的 500 倍，AI、HPC 不僅是臺積電的產(chǎn)品應用，更是臺積電稱(chēng)霸的武器。