化圆为方,台积电豪赌下一代封装

行业趋势与市场前景 - AI应用快速普及与高速运算芯片大量导入先进封装,推升封测需求 [1] - 根据工研院产科国际所预估,2025年台湾半导体封测产业产值将达新台币7,104亿元,年成长率达13.9% [1] - 2026年,在AI/HPC基础设施大规模部署需求下,封测产值将稳定成长至新台币7,590亿元,年增6.8% [1] - 摩尔定律逼近物理极限,封装技术成为决定芯片效能的关键,通过多芯片整合提升数据传输频宽并降低能耗与延迟 [2] - AI加速器普遍采用HBM,使得可整合逻辑芯片与HBM的先进封装技术成为AI芯片供应链关键解方 [2] - 先进封装技术使芯片量产时间从客户设计定案到量产,由过去的7个季度缩短至3个季度 [9] 台积电先进封装技术布局 - 台积电CoWoS成为家喻户晓的先进封装技术,并积极开发下一代技术如CoPoS和CoWoP [1] - CoPoS旨在将CoWoS面板化,通过“化圆为方”提升面积利用率与单位产量 [1][10] - CoWoP将芯片和中介层直接装在高精度PCB板上,有助于芯片散热 [1] - 台积电开发出CoWoS、InFO以及SoIC等技术,在竹科、中科、南科、嘉义都具备产能 [2] - 从2022年到2026年,台积电SoIC产能年复合成长率将超过100%,CoWoS产能年复合成长率将超过80% [2] - CoWoS细分为CoWoS-S、CoWoS-R和CoWoS-L,其中CoWoS-L在AI应用兴起后需求大幅提升,销量约占CoWoS系列六成 [6] - 台积电3D封装技术包括SoIC-P和SoIC-X,后者采用混合键合技术 [8] - 台积电在美国兴建的两座先进封装厂将专注于CoPoS和SoIC技术,计划2026年启动CoPoS测试生产,目标2027年底完成验证 [8] - 台积电将通过子公司采钰科技于2026年设立首条CoPoS实验线,预计2028年底至2029年上半年在嘉义AP7厂启动量产 [8] - 预估两年内,台积电先进封装扩产重心仍以CoWoS为主,预计明年产能将成长60% [9] - 预计到2028年,将有5%先进封装产能从CoWoS移转至CoPoS,GPU体系如辉达可能会采用CoPoS封装 [9] 下一代封装技术发展与挑战 - CoPoS将原本的圆形硅中介层改用310×310mm矩形面板,以提升面积利用率 [10] - CoPoS主要挑战来自于面板翘曲度的控制,且散热效能受限需额外加装散热解决方案 [11] - CoWoP无须使用ABF基板,采用精简路径和衔接大面积的PCB板有助于芯片散热,但高精度PCB制造为其最大挑战 [11] - 半导体业界持续研发通过异质整合结合先进与成熟制程节点来设计制造SoC,再利用2.5D和3D先进封装技术达到降低成本、缩短上市时间、提升系统效能的目的 [2] 供应链与竞争格局 - 为缓解产能不足,台积电CoWoS先进封装采取与美商Amkor合作方式 [8] - Amkor在亚利桑那皮奥里亚市将建置一座价值20亿美元的先进封测设施,预计2028年初投产 [8] - 除了台积电,日月光于全台北中南建置先进封装产能,亦是全球最大的OSAT半导体封测厂 [9] - 海外厂商如英特尔于美国、马来西亚两地建置封装产能;三星在韩国、中国和美国都有设厂 [9] - 对OSAT委外封测厂而言,在海外设厂将增加营运成本,且封测厂毛利可能不到晶圆厂(近60%)的一半,议价能力受限 [9] - 先进封装对供应链造成压力,IC制造业须在产品制造时同步投入开发和验证工作,考验供应链弹性 [10] - 业界成立了3DIC先进封装制造联盟和硅光子产业联盟,以强化业界整合 [10]