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

9月4日，在SEMICON Taiwan 2024展會上，臺積電營運(yùn)/先進(jìn)封裝技術(shù)暨服務(wù)副總何軍在展會期間舉辦的“3D IC／CoWoS驅(qū)動AI芯片創(chuàng)新論壇——異質(zhì)整合國際論壇系列活動論壇”上指出，為應(yīng)對強(qiáng)勁的客戶需求，臺積電正火速擴(kuò)充先進(jìn)封裝產(chǎn)能，預(yù)期CoWoS產(chǎn)能到2026年都會持續(xù)高速擴(kuò)產(chǎn)，在2022年至2026年產(chǎn)能年復(fù)合成長率將達(dá)50%以上，也就是說4年間產(chǎn)能將提升至2022年的5倍，實(shí)際增長約4倍。

由于先進(jìn)封裝產(chǎn)能嚴(yán)重供不應(yīng)求，他秀出簡報數(shù)據(jù)時幽默提到：“現(xiàn)在簡報都不敢放（先進(jìn)封裝產(chǎn)能）數(shù)字，因?yàn)榭腿硕家恢闭f（產(chǎn)能）不夠，所以干脆不放具體數(shù)字了”。為應(yīng)對強(qiáng)勁的客戶需求，臺積電到2026年都會持續(xù)高速擴(kuò)充先進(jìn)封裝產(chǎn)能，建廠速度也會加速，以CoWoS產(chǎn)能來說，從過往3至5年建一個廠，現(xiàn)在已縮短到2年內(nèi)、1年半就要建好。

將轉(zhuǎn)向CoWoS-L

從技術(shù)角度來看，CoWoS已經(jīng)擴(kuò)展到提供三種不同的轉(zhuǎn)接板技術(shù)（CoWoS中的“晶圓”）：CoWoS-S采用硅中介層，基于現(xiàn)有硅片光刻和再分布層的加工；CoWoS-R使用有機(jī)轉(zhuǎn)接板以降低成本；CoWoS-L使用插入有機(jī)轉(zhuǎn)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）。

在前一日的專題演講上，臺積電高效能封裝整合處處長侯上勇表示，作為能滿足所有條件的最佳解決方案，臺積電的先進(jìn)封裝重點(diǎn)會從CoWoS-S 逐步轉(zhuǎn)移至CoWoS-L，并稱CoWoS-L 是未來藍(lán)圖關(guān)鍵技術(shù)。

侯上勇指出，臺積電過去有三場關(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 年第三場則確定硅中介層可擴(kuò)展三倍光罩尺寸；現(xiàn)在則是第四個演講的最佳時機(jī)。

侯上勇認(rèn)為，由于頂部晶片（Top Die）成本非常高，CoWoS-L 是比CoWoS-R、CoWoS-S 更能滿足所有條件的最佳解決方案，且因?yàn)榫哂徐`活性，可在其中介層實(shí)現(xiàn)異質(zhì)整合，會有其專精的尺寸與功能。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(jù)整體系統(tǒng)散熱方案開發(fā)各種散熱解決方案，而共同封裝光學(xué)（CPO）開發(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(dá)到新里程碑。

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

不過，臺積電目前的SoW是借助臺積電成熟的InFO技術(shù)來擴(kuò)展新一代數(shù)據(jù)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。將會帶來相比第一代SoIC技術(shù)超過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自于小芯片（Chiplet）的趨勢，主要目的是通過小芯片設(shè)計來降低綜合成本，提升性能表現(xiàn)。

臺積電營運(yùn)/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(qiáng)勁需求背后來自于小芯片設(shè)計的降低成本需求，小芯片要成功也依賴于先進(jìn)封裝，臺積電也因而積極推動3DFabric聯(lián)盟，希望加速3D IC生態(tài)系統(tǒng)的創(chuàng)新及完備。而生態(tài)系統(tǒng)成功的要素包含設(shè)備自動與標(biāo)準(zhǔn)化、制造系統(tǒng)到位使零組件良率穩(wěn)定避免堆疊后良率不佳、流程管控與穩(wěn)定等。

日月光資深副總洪松井在論壇上，也非常認(rèn)可何軍的觀點(diǎn)。他說，如同何軍提到中國臺灣半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)，若回頭看2.5D封裝在2013年量產(chǎn)迄今，產(chǎn)業(yè)學(xué)習(xí)過程若以生態(tài)角度來看可少走冤枉路，日后如果能在設(shè)備或材料進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)為方形，可讓每單位芯片生產(chǎn)更有效率，但在機(jī)臺、材料等領(lǐng)域也充滿挑戰(zhàn)。洪松井還指出，從過去經(jīng)驗(yàn)來看，聯(lián)盟生態(tài)圈很重要，也需要很早開始準(zhǔn)備。

何軍也補(bǔ)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龍頭臻鼎董事暨營運(yùn)長李定轉(zhuǎn)則建議，隨著產(chǎn)業(yè)推進(jìn)，為應(yīng)對先進(jìn)封裝載板對應(yīng)朝向高層、大面積、平面、精準(zhǔn)設(shè)計趨勢，載板廠商也勢必強(qiáng)化廠區(qū)智慧制造，才能應(yīng)對半導(dǎo)體等級銜接的需求。

從事液晶面板和半導(dǎo)體產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)和制造的均豪集團(tuán)董事長陳政興則表示，臺積電今、明年CoWoS產(chǎn)能有望連續(xù)翻倍成長，伴隨日月光投控也積極拓展先進(jìn)封裝產(chǎn)能，均豪將通吃兩大半導(dǎo)體廠擴(kuò)產(chǎn)訂單。

陳政興預(yù)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(kuò)產(chǎn)新契機(jī)，因此看好未來十年將是中國臺灣“黃金十年”，為志圣與均豪及均華組成的“G2C聯(lián)盟”帶來強(qiáng)勁的成長動能。G2C目前將聚焦在封裝制程，攜手芯片大廠Foundry 2.0，深化先進(jìn)制程與量產(chǎn)支持。

另一家半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商志圣集團(tuán)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，該公司會積極把握趨勢，并結(jié)合聯(lián)盟伙伴與先進(jìn)封裝生態(tài)系相關(guān)主要大廠，展開更大范圍合作，共同推動產(chǎn)業(yè)升級與創(chuàng)新。

編輯：芯智訊-浪客劍