先進(jìn)封裝市場產(chǎn)能告急，臺積電CoWoS擴(kuò)產(chǎn)

今年一季度以來，市場對 AI 服務(wù)器的需求不斷增長，加上英偉達(dá)的強(qiáng)勁財(cái)報(bào)超出預(yù)期，造成臺積電的 CoWoS 封裝成為熱門話題。據(jù)悉，英偉達(dá)、博通、谷歌、亞馬遜、NEC、AMD、賽靈思、Habana 等公司已廣泛采用 CoWoS 技術(shù)。

隨 AI 需求全面引爆，臺積電啟動 CoWoS 大擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，業(yè)內(nèi)傳出，臺積電 6 月底再度向臺系設(shè)備廠大舉追單，同時也要求供應(yīng)商全力縮短交期支持，預(yù)期今年第四季至 2024 年首季將進(jìn)入大量出機(jī)高峰。

臺積電董事長劉德音在今年股東會上表示，最近因?yàn)?AI 需求增加，有很多訂單來到臺積電，且都需要先進(jìn)封裝，這個需求遠(yuǎn)大于現(xiàn)在的產(chǎn)能，迫使公司要急遽增加先進(jìn)封裝產(chǎn)能。業(yè)界消息指出，臺積電于 6 月底啟動第二波追單，推估今年底 CoWoS 月產(chǎn)能將達(dá)到 1.2 萬片，2024 年將翻倍成長。

事實(shí)上，在 CoWoS 產(chǎn)能排擠效應(yīng)下，確實(shí)有越來越多大廠提升采用封測廠先進(jìn)封裝方案的意愿，例如英偉達(dá)培養(yǎng) Amkor 為第二供應(yīng)商，同時因設(shè)備交期拉長到 6~9 個月、產(chǎn)能供不應(yīng)求，近來不只臺積電急于向設(shè)備廠追單，封測廠的詢問度也暴增，企圖要在 AI 浪潮下提前備妥軍備、爭搶先機(jī)。

市場人士認(rèn)為，封測廠跟晶圓廠在先進(jìn)封裝市場的定位與優(yōu)勢不同，彼此的合作關(guān)系大于競爭，目前包括日月光、Amkor、長電科技等封測大廠早已具備先進(jìn)封裝技術(shù)，且因具備技術(shù)升級及價格優(yōu)勢，可望成為大廠另一個選擇方案。未來隨著 AI 市場大餅快速增胖、先進(jìn)封裝需求噴發(fā)，除可搶到更多客戶訂單，也有機(jī)會進(jìn)一步擴(kuò)充產(chǎn)能，對設(shè)備業(yè)者相當(dāng)有利。

2028 年有望達(dá)到 160 億美元

CoWoS 封裝的訂單增加只是先進(jìn)封裝市場火熱的一角。Yole 預(yù)測，先進(jìn)封裝市場將每年增長 40%，到 2028 年達(dá)到 160 億美元。

據(jù) Yole Intelligence 預(yù)測，2022 年先進(jìn)封裝市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 22.1 億美元，并將繼續(xù)以 40% 的復(fù)合年增長率 (CAGR) 增長，到 2028 年將達(dá)到 160 億美元預(yù)計(jì)會擴(kuò)大到更大規(guī)模。

圖 1：2022 年和 2028 年先進(jìn)封裝市場規(guī)模（來源：Yole Intelligence）

所有高性能封裝平臺的一個關(guān)鍵技術(shù)趨勢是縮小互連間距，包括 TSV、TMV（穿模通孔）、微凸塊和混合鍵合，這是目前最先進(jìn)的解決方案。這些技術(shù)的進(jìn)步對于適應(yīng)更復(fù)雜的單片芯片和小芯片的集成非常重要，通過它們可以實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)處理和傳輸，同時消耗更少的功耗。它還將促進(jìn)下一代更高密度的集成和帶寬。

圖 2：2022 年至 2030 年硅中介層關(guān)鍵參數(shù)路線圖（2028 年后未發(fā)布）

圖 3：2019 年至 2029 年先進(jìn)封裝路線圖。顯示 I/O 間距、RDL（重新分配層）線和空間轉(zhuǎn)換預(yù)測

英特爾、臺積電和三星等領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司利用了先進(jìn)封裝市場的增長優(yōu)勢，在高性能封裝方面實(shí)現(xiàn)了比 OSAT 更快的上市時間。這一策略對 OSAT 構(gòu)成間接威脅，縱觀 2022 年先進(jìn)封裝供應(yīng)商前 15 名銷售額排名，第一名是全球最大的 OSAT，日月光（包括 SPIL），第二名是美國 Amkor，第三名是 Intel，第四名是臺積電，第五位是中國長電科技，第六位是三星。

圖 4：2022 年先進(jìn)封裝供應(yīng)商營收前 15 名排名

先進(jìn)封裝被視為后摩爾時代的關(guān)鍵技術(shù)，但中美沖突正在擾亂供應(yīng)鏈，并影響半導(dǎo)體公司獲得芯片和制造設(shè)備。由于供應(yīng)鏈的變化和貿(mào)易摩擦導(dǎo)致的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移，供應(yīng)鏈正在多元化，但中國的產(chǎn)能也有可能增加。

隨著設(shè)備制造商擴(kuò)大其在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的影響力，65% 的先進(jìn)封裝晶圓由 OSAT 提供服務(wù)，他們希望通過擴(kuò)展其測試專業(yè)知識來擴(kuò)大其影響力。各種玩家已經(jīng)進(jìn)入這個領(lǐng)域，并試圖接管 OSAT 的業(yè)務(wù)。此外，雖然基板供應(yīng)商的目標(biāo)是擴(kuò)大產(chǎn)能，但不可能立即做到，Yole 指出，未來兩到三年可能會出現(xiàn)持續(xù)供應(yīng)問題。

國內(nèi)封裝企業(yè)持續(xù)加大先進(jìn)封裝研發(fā)投入

除了 CoWoS，Chiplet 異構(gòu)技術(shù)是另一個熱門的先進(jìn)封裝技術(shù)。Chiplet 憑借設(shè)計(jì)靈活、上市周期短、成本低等優(yōu)勢，成為全球延續(xù)「摩爾定律」的重要路徑之一。

Chiplet 異構(gòu)技術(shù)不僅可以突破 GPU 等算力芯片先進(jìn)制程的封鎖，并且可以大幅提升大型芯片的良率、降低設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和設(shè)計(jì)成本、降低芯片制造成本。目前，Chiplet 已廣泛應(yīng)用于服務(wù)器芯片。

國內(nèi)封裝企業(yè)持續(xù)加大先進(jìn)封裝研發(fā)投入，緊密合作國內(nèi)外知名客戶，有望率先受益先進(jìn)封裝帶來的收入利潤貢獻(xiàn)。圍繞先進(jìn)封裝這些環(huán)節(jié)的設(shè)備、材料供應(yīng)鏈有望受益先進(jìn)封裝市場增長帶來的增量需求。

通富微電在 2.5D 和 3D 等先進(jìn)封裝技術(shù)布局，已為 AMD 大規(guī)模量產(chǎn) Chiplet 產(chǎn)品，公司 CPU、GPU 專用封測能力行業(yè)領(lǐng)先。

芯源微針對在 Chiplet 技術(shù)路線下 Fan-out、CoWoS 等封裝工藝路線，已成功研發(fā)臨時鍵合機(jī)、解鍵合機(jī)產(chǎn)品。

長電科技的 XDFOIChiplet 高密度多維異構(gòu)集成系列工藝已進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)階段，實(shí)現(xiàn)國際客戶 4nm 節(jié)點(diǎn)多芯片系統(tǒng)集成封裝產(chǎn)品出貨。