臺積電最大封測廠啟用，3D Fabric 產(chǎn)能曝光

生成式人工智能（AIGC）帶動超級芯片需求暴增，造成臺積電先進(jìn)封裝產(chǎn)能供不應(yīng)求，更讓臺積電總裁魏哲家于股東會坦言擴產(chǎn)「越快越好」。臺積電近日宣布，竹南先進(jìn)封測六廠（AP6）正式啟用，成為臺積電第一座實現(xiàn) 3D Fabric 整合前段至后段制程暨測試服務(wù)的自動化先進(jìn)封裝測試廠，為目前吃緊的 CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）產(chǎn)能帶來一場及時雨。

臺積電表示，先進(jìn)封測六廠興建工程于 2020 年啟動，位于竹南科學(xué)園區(qū)，廠區(qū)基地面積達(dá) 14.3 公頃，是臺積電目前幅員最大的封裝測試廠，預(yù)估將創(chuàng)造每年約當(dāng)上百萬片 12 英寸晶圓的 3D Fabric 制程技術(shù)產(chǎn)能，以及每年超過 1000 萬個小時的測試服務(wù)。

為達(dá)到客戶需求，支持高效能運算（HPC）、人工智能（AI）和行動應(yīng)用等產(chǎn)品，AP6 廠自 2020 年 7 月開始興建，到完工啟用，僅花費不到 3 年的時間，建廠效率堪比制程效率，AP6 廠及時緩解英偉達(dá)（NVIDIA）突然涌入的訂單，也向各方客戶傳遞臺積電先進(jìn)封裝產(chǎn)能無虞的重要信息。

臺積電營運/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(yīng)強勁的三維集成電路（3DIC）市場需求，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(nèi)存、邏輯和感測等不同功能芯片封在一顆芯片內(nèi)，客戶可以混合搭配制程，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）、蘋果 M2 處理器等都有先進(jìn)封裝的足跡。

何軍強調(diào)，臺積電透過 3D Fabric 平臺提供技術(shù)領(lǐng)先與滿足客戶需求的產(chǎn)能，共同實現(xiàn)跨時代的科技創(chuàng)新，成為客戶長期信賴的重要伙伴。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?shù)木嚯x，竹南廠的加入，提供臺積電更完備且具彈性的 SoIC（系統(tǒng)整合芯片）、InFO（整合扇出型封裝）、CoWoS 及先進(jìn)測試等產(chǎn)能規(guī)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，明年需求持續(xù)強勁。目前優(yōu)先規(guī)劃把先進(jìn)封裝龍?zhí)?AP3 廠部分 InFO 制程轉(zhuǎn)至南科廠，空出來的龍?zhí)稄S加大力度擴充 CoWoS 產(chǎn)能，竹南 AP6 廠也將加入支持，擴充先進(jìn)封裝制程進(jìn)度越快越好。

隨 Google TPU、英偉達(dá) GPU 及超威 MI300 全數(shù)導(dǎo)入生成式 AI，臺積電 AIGC 訂單大量涌入，帶動 CoWoS 擴產(chǎn)需求。外資野村證券預(yù)期，臺積電 CoWoS 年化產(chǎn)能將從 2022 年底 7~8 萬片晶圓，增至 2023 年底 14~15 萬片晶圓，隨產(chǎn)能持續(xù)擴充，預(yù)估 2024 年底將挑戰(zhàn) 20 萬片產(chǎn)能。

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

魏哲家強調(diào)，臺積電 2nm 制程 2025 年將在竹科寶山廠與中科廠量產(chǎn)，外界預(yù)期，龍?zhí)稄S規(guī)劃擴充 CoWoS 制程，就是為了將來做整體考慮。

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，這些皆需要臺積電的先進(jìn)封裝，市場需求遠(yuǎn)大于目前產(chǎn)能，現(xiàn)在首要任務(wù)是增加先進(jìn)封裝產(chǎn)能。

臺積電董事長劉德音也認(rèn)為，臺積電很早就發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體價值不僅只是摩爾定律，先進(jìn)封裝也是增加價值的方法。如今，臺積電已經(jīng)擴展至 3D IC 及先進(jìn)封裝，來增加客戶產(chǎn)品系統(tǒng)效能。雖然目前生成式 AI 占臺積電營收比重還很小，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(jì)規(guī)模，未來也會是另一塊重要的成長動能。

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

至于美國廠是否也有先進(jìn)封裝產(chǎn)能？劉德音表示，目前為止還沒有，因為客戶認(rèn)為并不劃算，所以將來在美國制造出來的芯片，若要使用先進(jìn)封裝，還是要回來亞洲做。也呼應(yīng)先前提到臺積電其實是美中兩大系統(tǒng)中間的緩沖區(qū)，要真正實現(xiàn)美國制造，成本勢必是相當(dāng)高昂，大廠也會進(jìn)行評估整體的經(jīng)濟(jì)效益。

取之于 AI，用之于 AI

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

臺積電在晶圓制造流程中，其實就整合了人工智能、機器學(xué)習(xí)和先進(jìn)算法，用來建構(gòu)智能制造的環(huán)境。這座智能工廠里，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智能化生產(chǎn)。有效提升質(zhì)量、生產(chǎn)力、效率和彈性，同時最大化成本效益。

另外，臺積電也整合智能化行動裝置、物聯(lián)網(wǎng)和移動式機器人，結(jié)合智能自動物料搬運系統(tǒng)（Intelligent Automated Material Handling System），以強化晶圓生產(chǎn)資料收集與分析。實現(xiàn)快速產(chǎn)能提升、縮短制造周期、穩(wěn)定的生產(chǎn)良率、準(zhǔn)時交貨。

AP6 廠由緊密相連的 3 座廠房組成，廠內(nèi)建置的五合一智能自動化物料搬運系統(tǒng)，總計長度超過 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的 500 倍，AI、HPC 不僅是臺積電的產(chǎn)品應(yīng)用，更是臺積電稱霸的武器。