芯片封装在晶圆基板上(CoWos)
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台积电新建四个封装厂
半导体行业观察· 2026-01-20 10:02
台积电先进封装产能扩张计划 - 全球最大晶圆代工厂台积电计划在台湾台南地区再建四座最先进的先进封装工厂,以解决CoWoS产能不足问题,具体地点包括嘉义科学园和南方科学园[1] - 台积电高级副总裁侯永庆将于近期宣布该扩建计划,公司还计划于今年上半年在紫怡科技园的AP工厂1开始量产,并将设备运至工厂2[1] - 采用先进封装技术“晶圆基芯片封装”的生产已在AP8工厂开始,该工厂是台积电于2024年收购的群创光电工厂翻新而成[1] 先进封装成为AI硬件发展关键瓶颈 - 随着AI革命进入资本密集阶段,行业最大挑战已从设计算法或采购硅片,转向对“先进封装”技术的争夺,特别是台积电首创的CoWoS技术[4] - 2026年AI GPU供应的主要瓶颈在于将计算芯片与高速存储器连接的复杂组装工艺,台积电的CoWoS生产线已基本售罄至年底,确保封装产能成为最终竞争优势[4] - 现代AI硬件物理结构复杂,例如NVIDIA的Rubin R100 GPU芯片尺寸超过光刻机一次可印刷的最大尺寸,必须采用CoWoS-L技术利用硅桥将多个芯片拼接,导致良率更低、生产周期更长[5] - 集成第六代高带宽内存进一步加剧技术复杂性,需要极高的互连密度,促使台积电转向“混合键合”技术,该技术对洁净室环境要求堪比前端晶圆制造,将封装变成了代工厂的高风险延伸环节[5][6] 产能短缺重塑行业竞争格局 - 英伟达已锁定2026年近60%的台积电CoWoS总产能,以支持其向12个月密集型发布周期的转型,这迫使AMD和博通等竞争对手争夺剩余的40%产能[7] - 市场呈现分层格局:规模最大的企业能够维持可预测的产品路线图,而规模较小的AI初创公司和各国政府的“自主AI”计划则面临着高端硬件超过9个月的交付周期[7] - 为应对台积电产能瓶颈,先进封装的二级市场迅速发展,英特尔将其“Foveros”和EMIB封装技术定位为可行替代方案,微软和亚马逊在2026年初已将部分定制芯片订单转移至英特尔的美国封装工厂[8] - 三星电子正积极推广其“交钥匙”解决方案,承诺在单一合同中同时提供HBM4内存和I-Cube封装,旨在削弱台积电分散的供应链[8] 行业影响与未来趋势 - 封装瓶颈为全球AI计算能力的增长设置了“硬性上限”,加速了AI能力向少数几家万亿美元级实体的集中,这种“封装税”导致大型语言模型的训练成本居高不下,可能阻碍AI的普及化[9] - 各国政府已大幅增加对“后端”制造的补贴,例如美国的《芯片法案》,最终将封装厂的优先级与晶圆厂置于同等重要的地位[10] - 解决产能瓶颈的近期方案包括大规模扩建台积电位于嘉义的先进后端工厂7号厂以及将原显示面板工厂改造为“AP8”[11] - 行业的长期发展方向在于从晶圆级封装向扇出型面板级封装的转型,通过使用大型矩形面板而非300毫米圆形晶圆,制造商可以将单批次芯片的处理量提高高达300%,预计到2027年底或2028年将成为量产标准[11] - 另一个重大挑战是向“玻璃基板”的过渡,英特尔在玻璃基板研究方面已取得先机,专家预测“玻璃基板竞赛”的赢家很可能主导2028-2030年的AI硬件市场[11] 地缘政治与供应链考量 - 台积电此次扩建计划也被视为消除外界对其可能变成“美国台积电”的担忧,因为公司近期在美国的工厂扩张削弱了其“硅盾”[1] - 尽管台积电正在向亚利桑那州和日本扩张,但这些工厂主要专注于晶圆制造;最先进的CoWoS-L和SoIC封装仍然集中在台湾的AP6和AP7晶圆厂,使得全球AI经济仍然与台湾海峡的地缘政治稳定息息相关[8] - 美国商务部长曾表示,目标是将台湾40%的半导体供应链和生产转移到美国[1] - 台湾经济部长估计,如果采用5纳米或更小的先进工艺,到2030年台湾与美国的工业产能比将为85%对15%,到2036年将为80%对20%[2]