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先進封裝布局 讓台積電獨霸「AI武林」

台積電先進封裝技術領先,正是因為這些獨門祕技,讓台積電能夠獨霸AI武林。(路透)
台積電先進封裝技術領先,正是因為這些獨門祕技,讓台積電能夠獨霸AI武林。(路透)

台積電上季法說會,不少法人詢問台積電CoWoS、SoIC及面板級扇出型封裝(FOPLP)的發展,這些技術正是台積電得以在這波AI潮流中造浪,並成為前美國總統川普口中所指,取走美國晶片業者百分之一百業務的關鍵核心技術。

正因這些獨門祕技,加上台積電在五奈米以下先進邏輯製程領先全球,所有AI晶片業者都得上門委託台積電代工。

台積電的CoWoS早在二○一五年就已推出,但因當時二維空間(2D)IC大行其道,台積電又不願意便宜接單拉低毛利率表現,因而乏人問津,現今門庭若市,應驗十年苦讀無人問,一舉成名天下知。當初極力發展這技術的台積電研發副總經理余振華,今年七月獲選中研院工程科學組院士。

台積電這些先進封裝有如堆樂高積木。台積電的CoWoS,其實是2.5D封裝,在既有的平面上,試著往上堆疊一些高頻寬記憶體(HBM)等異質晶片,最後再封在一起。

這些高頻寬記憶體與先進邏輯晶片,雖然在不同晶圓廠施作,例如高頻寬記憶是由SK海力士等生產,而邏輯晶片是在台積電生產,但都得用很精密的矽鑽孔(TSV)設備把兩種晶片設計好並鑽好孔位,以利進入封裝階段,能透過傳輸電訊的輸出口,再放入設計好的基板封在一起。

台積電的CoWoS製程也分CoWoS-S、CoWoS-R、CoWoS-L等三種類型。之所以會有這三種不同類型,主要是採用不同的矽中介層,以提高系統性能、降低功耗、縮小封裝尺寸。

台積電計畫在二○二六年投產下一代CoWoS-L,增加很多可提升訊號傳輸的設計,把HBM顆數增加到十二顆,並放入更多的小晶片。這也意謂將配合客戶推出更高效能的繪圖處理器(GPU)或AI加速器,但也伴隨更複雜的散熱技術。

CoWoS-L封裝技術具三大功能。首先,在矽中介層中加入主動元件LSI,提升晶片設計及封裝彈性,可堆疊多達十二顆HBM3,成本比CoWoS-S還低,LSI晶片可在每個產品中具有多種連接架構,也可重複用於多個產品;其次可在高速傳輸中減少信號損失或失真;最後則是能在單晶片(SoC)下方整合其他零件,如集成被動元件(IPD)。

CoWoS是二種製造的結合,可以拆成CoW和WoS兩個部分。台積電法說會中,魏哲家透露,台積電今明兩年加緊倍數擴充CoWoS產能。他也透露,不排除將獨家專利CoW授權給其他晶圓廠來做,但市場相信台積電一定是在不侵蝕其利益才會跨出這一步,台積電研判CoWoS得到二○二五年底或二○二六年供需才會平衡。

CoWoS奠定台積電在AI晶片領域取得厚實基業,台積電也以這項先進封裝技術為基底,持續擴大SoIC業績。目前已看到台積電的3DFabric封裝平台,已有加大SoIC業務比重趨勢,正積極擴建的嘉義廠,應是因應客戶導入這類先進封裝架構需求,預料未來台積電也將靠著更多且更高超的先進封裝技術,獨霸整個AI武林。

台積電 晶片 大S

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