臺積電CoWoS產(chǎn)能將提升4倍，臺企抱團發(fā)展先進(jìn)封裝生態(tài)

9月4日，在SEMICON Taiwan 2024展會(huì )上，臺積電營(yíng)運/先進(jìn)封裝技術(shù)暨服務(wù)副總何軍在展會(huì )期間舉辦的“3D IC／CoWoS驅動(dòng)AI芯片創(chuàng )新論壇——異質(zhì)整合國際論壇系列活動(dòng)論壇”上指出，為應對強勁的客戶(hù)需求，臺積電正火速擴充先進(jìn)封裝產(chǎn)能，預期CoWoS產(chǎn)能到2026年都會(huì )持續高速擴產(chǎn)，在2022年至2026年產(chǎn)能年復合成長(cháng)率將達50%以上，也就是說(shuō)4年間產(chǎn)能將提升至2022年的5倍，實(shí)際增長(cháng)約4倍。

由于先進(jìn)封裝產(chǎn)能?chē)乐毓┎粦?，他秀出?jiǎn)報數據時(shí)幽默提到：“現在簡(jiǎn)報都不敢放（先進(jìn)封裝產(chǎn)能）數字，因為客人都一直說(shuō)（產(chǎn)能）不夠，所以干脆不放具體數字了”。為應對強勁的客戶(hù)需求，臺積電到2026年都會(huì )持續高速擴充先進(jìn)封裝產(chǎn)能，建廠(chǎng)速度也會(huì )加速，以CoWoS產(chǎn)能來(lái)說(shuō)，從過(guò)往3至5年建一個(gè)廠(chǎng)，現在已縮短到2年內、1年半就要建好。

將轉向CoWoS-L

從技術(shù)角度來(lái)看，CoWoS已經(jīng)擴展到提供三種不同的轉接板技術(shù)（CoWoS中的“晶圓”）：CoWoS-S采用硅中介層，基于現有硅片光刻和再分布層的加工；CoWoS-R使用有機轉接板以降低成本；CoWoS-L使用插入有機轉接板中的小硅“橋”，用于相鄰芯片邊緣之間的高密度互連（0.4um/0.4um L/S 間距）。

在前一日的專(zhuān)題演講上，臺積電高效能封裝整合處處長(cháng)侯上勇表示，作為能滿(mǎn)足所有條件的最佳解決方案，臺積電的先進(jìn)封裝重點(diǎn)會(huì )從CoWoS-S 逐步轉移至CoWoS-L，并稱(chēng)CoWoS-L 是未來(lái)藍圖關(guān)鍵技術(shù)。

侯上勇指出，臺積電過(guò)去有三場(chǎng)關(guān)于先進(jìn)封裝的重要演講，包括2012 年發(fā)布3D-IC 模組、TSV、微凸塊（micro bond）和臨時(shí)載板制程；2016 年第二次研究，重點(diǎn)是HBM 邏輯整合；2020 年第三場(chǎng)則確定硅中介層可擴展三倍光罩尺寸；現在則是第四個(gè)演講的最佳時(shí)機。

侯上勇認為，由于頂部晶片（Top Die）成本非常高，CoWoS-L 是比CoWoS-R、CoWoS-S 更能滿(mǎn)足所有條件的最佳解決方案，且因為具有靈活性，可在其中介層實(shí)現異質(zhì)整合，會(huì )有其專(zhuān)精的尺寸與功能。CoWoS-L 可兼容于各式各樣的高效能頂級芯片，例如先進(jìn)邏輯、SoIC 和HBM。

此外，臺積電也根據整體系統散熱方案開(kāi)發(fā)各種散熱解決方案，而共同封裝光學(xué)（CPO）開(kāi)發(fā)工作也在進(jìn)行中。侯上勇指出，在CoWoS 封裝中使用光學(xué)引擎（COUPE）的CPO，將使每瓦效能達到新里程碑。

侯上勇還提到系統級晶圓（System-on-Wafer，SoW）技術(shù)，表示過(guò)去已經(jīng)用于特斯拉，臺積電也在利用該技術(shù)幫晶圓級AI芯片廠(chǎng)商Cerebras 代工的wafer level chip。

不過(guò)，臺積電目前的SoW是借助臺積電成熟的InFO技術(shù)來(lái)擴展新一代數據中心所需的算力，而基于CoWoS的SoW將計劃在2027年推出，它將集成先進(jìn)的SoC或SoIC、HBM及其他元件。將會(huì )帶來(lái)相比第一代SoIC技術(shù)超過(guò)40倍的性能提升。

組建生態(tài)聯(lián)盟

需要指出的是，目前先進(jìn)封裝的龐大需求主要來(lái)自于小芯片（Chiplet）的趨勢，主要目的是通過(guò)小芯片設計來(lái)降低綜合成本，提升性能表現。

臺積電營(yíng)運/先進(jìn)封裝技術(shù)暨服務(wù)副總何軍也表示，先進(jìn)封裝強勁需求背后來(lái)自于小芯片設計的降低成本需求，小芯片要成功也依賴(lài)于先進(jìn)封裝，臺積電也因而積極推動(dòng)3DFabric聯(lián)盟，希望加速3D IC生態(tài)系統的創(chuàng )新及完備。而生態(tài)系統成功的要素包含設備自動(dòng)與標準化、制造系統到位使零組件良率穩定避免堆疊后良率不佳、流程管控與穩定等。

日月光資深副總洪松井在論壇上，也非常認可何軍的觀(guān)點(diǎn)。他說(shuō)，如同何軍提到中國臺灣半導體生態(tài)系統強，若回頭看2.5D封裝在2013年量產(chǎn)迄今，產(chǎn)業(yè)學(xué)習過(guò)程若以生態(tài)角度來(lái)看可少走冤枉路，日后如果能在設備或材料進(jìn)一步標準化，更有利于產(chǎn)業(yè)加速創(chuàng )新。

洪松井還以面板級封裝為例提到，相關(guān)技術(shù)有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，雖然好處是若從圓形轉為方形，可讓每單位芯片生產(chǎn)更有效率，但在機臺、材料等領(lǐng)域也充滿(mǎn)挑戰。洪松井還指出，從過(guò)去經(jīng)驗來(lái)看，聯(lián)盟生態(tài)圈很重要，也需要很早開(kāi)始準備。

何軍也補充提到，先進(jìn)封裝材料特性及HBM伙伴也要努力，才能共同推進(jìn)先進(jìn)封裝。

PCB龍頭臻鼎董事暨營(yíng)運長(cháng)李定轉則建議，隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)，為應對先進(jìn)封裝載板對應朝向高層、大面積、平面、精準設計趨勢，載板廠(chǎng)商也勢必強化廠(chǎng)區智慧制造，才能應對半導體等級銜接的需求。

從事液晶面板和半導體產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)設備研發(fā)和制造的均豪集團董事長(cháng)陳政興則表示，臺積電今、明年CoWoS產(chǎn)能有望連續翻倍成長(cháng)，伴隨日月光投控也積極拓展先進(jìn)封裝產(chǎn)能，均豪將通吃?xún)纱蟀雽w廠(chǎng)擴產(chǎn)訂單。

陳政興預估，即便2026年CoWoS產(chǎn)能吃緊狀況緩解，將由扇出型面板級封裝（FOPLP）接手CoWoS，成為擴產(chǎn)新契機，因此看好未來(lái)十年將是中國臺灣“黃金十年”，為志圣與均豪及均華組成的“G2C聯(lián)盟”帶來(lái)強勁的成長(cháng)動(dòng)能。G2C目前將聚焦在封裝制程，攜手芯片大廠(chǎng)Foundry 2.0，深化先進(jìn)制程與量產(chǎn)支持。

另一家半導體設備供應商志圣集團也指出，先進(jìn)封裝將成為百年一遇的第四次工業(yè)革命浪潮，該公司會(huì )積極把握趨勢，并結合聯(lián)盟伙伴與先進(jìn)封裝生態(tài)系相關(guān)主要大廠(chǎng)，展開(kāi)更大范圍合作，共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級與創(chuàng )新。

編輯：芯智訊-浪客劍