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作者 | 方文三
依據(jù)Yole最新發(fā)布的《2024年先進(jìn)封裝狀況》報(bào)告，預(yù)計(jì)在2023年至2029年期間，先進(jìn)封裝市場的年復(fù)合增長率將達(dá)到11%，市場規(guī)模預(yù)計(jì)會(huì)增長至695億美元。
DIGITIMES Research指出，由于云端AI加速器需求的強(qiáng)勁增長，預(yù)計(jì)到2025年，全球?qū)oWoS及類似封裝產(chǎn)能的需求可能會(huì)上升113%。
巨頭們需求無限大，臺(tái)積電順勢漲價(jià)
憑借CoWoS技術(shù)，臺(tái)積電幾乎已躍升為全球領(lǐng)先的封裝廠商。
先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)在臺(tái)積電整體業(yè)績中所占比例逐漸上升，相應(yīng)的毛利率亦穩(wěn)步增長。
據(jù)分析師預(yù)測，臺(tái)積電今年在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的營收有望突破70億美元大關(guān)，甚至挑戰(zhàn)80億美元。
目前，先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)約占臺(tái)積電總營收的7%至9%，預(yù)計(jì)在未來五年內(nèi)，該部門的增長速度將超過臺(tái)積電整體平均水平。
這一成就與臺(tái)積電的CoWoS封裝技術(shù)密不可分。眾多AI芯片均需采用CoWoS封裝技術(shù)。
英偉達(dá)在臺(tái)積電整體供應(yīng)量中的占比已超過50%。先前推出的A100和H100等產(chǎn)品均采用了CoWoS封裝技術(shù)。
后續(xù)的Blackwell Ultra產(chǎn)品也將采用臺(tái)積電的CoWoS封裝工藝。
預(yù)計(jì)到明年，英偉達(dá)將推廣采用CoWoS-L技術(shù)的B300和GB300系列產(chǎn)品。
而AMD的MI300產(chǎn)品則結(jié)合了臺(tái)積電的SoIC（3D）和CoWoS（2.5D）兩種封裝技術(shù)。
據(jù)預(yù)測，英偉達(dá)對(duì)CoWoS-L工藝的需求量將從2024年的3.2萬片晶圓大幅增長至2025年的38萬片晶圓，同比增長率高達(dá)1018%。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，AMD和博通對(duì)CoWoS產(chǎn)能的需求合計(jì)占比已超過27.7%。
AMD計(jì)劃于明年上半年率先推出基于CDNA4架構(gòu)的MI350產(chǎn)品。
展望未來，AMD有望在2026年推出基于Next架構(gòu)的MI400高速運(yùn)算芯片，這將使其成為英偉達(dá)的有力競爭者。
預(yù)計(jì)明年3納米技術(shù)的價(jià)格將上調(diào)約5%，而CoWoS技術(shù)的價(jià)格漲幅預(yù)計(jì)在10%至20%之間。
價(jià)格上漲的原因并非源于AI芯片的供應(yīng)不足，而是臺(tái)積電在CoWoS封裝技術(shù)方面的產(chǎn)能出現(xiàn)了短缺。
在最近舉辦的歐洲技術(shù)研討會(huì)上，臺(tái)積電宣布計(jì)劃以超過60%的復(fù)合年增長率（CAGR）擴(kuò)大CoWoS產(chǎn)能，至少持續(xù)至2026年。
因此，預(yù)計(jì)到2026年底，臺(tái)積電的CoWoS產(chǎn)能將比2023年的水平增長超過四倍。
跟著臺(tái)積電有[肉]吃，制造商急增產(chǎn)能
作為全球領(lǐng)先的封測服務(wù)提供商，日月光承接了臺(tái)積電在CoWoS技術(shù)領(lǐng)域的溢出需求。
憑借其掌握的先進(jìn)封裝技術(shù)，日月光成為臺(tái)積電應(yīng)對(duì)CoWoS封裝產(chǎn)能緊張問題的理想合作伙伴。
特別是在CoWoS-S先進(jìn)封裝的后段制程中，日月光與臺(tái)積電展開了緊密的合作。
業(yè)界專家預(yù)測，至2025年，臺(tái)積電可能會(huì)將CoWoS-S后段的oS封裝制程的40%至50%外包給日月光，此舉有望為日月光帶來約1.5億至2億美元的業(yè)績?cè)鲩L。
近日，安靠與臺(tái)積電共同宣布，雙方已簽署諒解備忘錄，計(jì)劃在亞利桑那州共同推進(jìn)先進(jìn)封裝與測試能力的建設(shè)，以進(jìn)一步擴(kuò)展該地區(qū)的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)。
實(shí)際上，臺(tái)積電在亞利桑那州規(guī)劃的三座先進(jìn)晶圓制程工廠，結(jié)合安靠的先進(jìn)封裝生產(chǎn)線，將有助于提升臺(tái)積電當(dāng)?shù)貜S區(qū)的附加價(jià)值，并確保訂單的穩(wěn)定性。
業(yè)界專家指出，封裝測試廠與晶圓制造廠在先進(jìn)封裝市場的定位及優(yōu)勢存在差異，雙方的合作關(guān)系超越競爭。
目前，諸如日月光、Amkor、長電科技等封裝測試行業(yè)的巨頭已經(jīng)掌握了先進(jìn)封裝技術(shù)，并且由于技術(shù)升級(jí)和成本優(yōu)勢，有望成為大型制造商的另一選擇。
隨著AI市場的迅速擴(kuò)張和先進(jìn)封裝需求的激增，這些封裝測試企業(yè)不僅有望獲得更多客戶的訂單，還有可能進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，這對(duì)設(shè)備供應(yīng)商而言極為有利。
[CoWoS_S]的改進(jìn)助推HPC系統(tǒng)演進(jìn)
在過去的十年中，臺(tái)積電持續(xù)擴(kuò)大了集成規(guī)模，并提升了每一代產(chǎn)品的性能。
同時(shí)，臺(tái)積電為[CoWoS]系列開發(fā)了衍生產(chǎn)品，目前該系列主流產(chǎn)品的命名已更新為[CoWoS_S]。
[_S]這一標(biāo)識(shí)代表了臺(tái)積電采用了硅（Si）基板作為中間基板（中介層）。
[CoWoS_S]中集成的HBM數(shù)量將會(huì)增加，Si中介層的面積將會(huì)擴(kuò)大，SoC的制造技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步微型化。
SoC的形態(tài)將從單芯片演變?yōu)樾⌒酒?，進(jìn)而發(fā)展為SoIC（集成芯片系統(tǒng)）。
臺(tái)積電在2021年推出的第五代[CoWoS_S]進(jìn)一步擴(kuò)展了Si中介層至2500mm2，相當(dāng)于三個(gè)光罩的面積，是第三代產(chǎn)品的兩倍，并且集成了8個(gè)高帶寬內(nèi)存（HBM）。
第六代[CoWoS_S]的Si中介層尺寸進(jìn)一步增大，覆蓋了四個(gè)掩模版的面積，其面積大約為3400mm2（約58.6mm見方）。
得益于AI芯片需求的增長，但硅中間層面積的增加導(dǎo)致12英寸晶圓切割出的中間層數(shù)量減少，這將使得臺(tái)積電的CoWoS產(chǎn)能持續(xù)面臨供不應(yīng)求的局面。
隨著中間層面積的增加，從12英寸晶圓中獲得的中間層數(shù)量減少；同時(shí)，安裝的HBM數(shù)量以倍數(shù)增長，并且HBM標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升。
在CoWoS中，GPU周圍放置多個(gè)HBM，而HBM也被視為瓶頸之一。
彌補(bǔ)產(chǎn)能不足，CoWoS-L需求將增長
臺(tái)積電正在研發(fā)CoWoS的其他版本（即CoWoS-L），該版本將能夠構(gòu)建多達(dá)8個(gè)掩模版尺寸的系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP），因此在三年內(nèi)將CoWoS產(chǎn)能增長四倍可能仍不足以滿足需求。
根據(jù)TrendForce集邦咨詢發(fā)布的最新報(bào)告，英偉達(dá)公司近期宣布，其Blackwell Ultra系列圖形處理單元（GPU）產(chǎn)品將更名為B300系列。
此次更名被視為一項(xiàng)戰(zhàn)略舉措，預(yù)計(jì)將在2025年顯著促進(jìn)CoWoS-L（Chip on Wafer on Substrate-Less）封裝技術(shù)市場需求的增長。
CoWoS_L通過插入器與LSI芯片實(shí)現(xiàn)芯片間的互連，并利用RDL層進(jìn)行電力與信號(hào)的傳輸。
英偉達(dá)計(jì)劃將重點(diǎn)放在向北美大型云服務(wù)提供商（CSP）提供采用CoWoS-L技術(shù)的B300或GB300等GPU產(chǎn)品上。
全球四大云服務(wù)供應(yīng)商——微軟、Google、亞馬遜及META——持續(xù)擴(kuò)大AI基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，預(yù)計(jì)今年的資本支出總額將達(dá)到1,700億美元。
總體而言，臺(tái)積電預(yù)計(jì)，在未來幾年內(nèi)，用于AI和高性能計(jì)算等高要求應(yīng)用的尖端系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）將同時(shí)采用CoWoS和SoIC 3D堆疊技術(shù)。
這正是臺(tái)積電需要增加這兩種技術(shù)產(chǎn)能以構(gòu)建這些高度復(fù)雜處理器的原因。
結(jié)尾：
當(dāng)前，盡管AI芯片尚未采用最尖端的制造工藝，但其性能的提升在很大程度上依賴于先進(jìn)的封裝技術(shù)。
全球半導(dǎo)體企業(yè)能否從臺(tái)積電獲取更先進(jìn)的封裝產(chǎn)能，將對(duì)其市場占有率及影響力產(chǎn)生決定性作用。
部分資料參考：
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫：《CoWoS，是一門好生意》，創(chuàng)業(yè)板日?qǐng)?bào)：《CoWoS供不應(yīng)求！臺(tái)積電無奈委外》，半導(dǎo)體芯聞：《臺(tái)積電CoWoS需求火爆》，集成芯思路：《AI芯片潮起，CoWoS封裝帶來新增量》，電子業(yè)財(cái)經(jīng)：《CoWoS擴(kuò)產(chǎn)超預(yù)期，AI引領(lǐng)需求增長與資本熱潮》
