AI熱潮帶動晶片封裝成半導體新戰場
人工智能基建需求令先進晶片封裝技術成為半導體行業的關鍵瓶頸,吸引數以十億美元投資。台積電主導的CoWoS技術容量緊張,促使Nvidia、AMD等公司尋求替代方案,並帶動封裝設備市場急速增長。
人工智能基建的全球競賽正推動數以十億美元投資湧入先進晶片封裝領域。這項昔日不受注目的技術,如今已成為生產最強處理器的關鍵瓶頸。由於人工智能晶片需求超越封裝容量,Nvidia、AMD以至台灣較細規模的公司均加碼擴產,設備製造商亦研發新工具。
英特爾前行政總裁帕特·蓋辛格(Pat Gelsinger)近日在台北向記者表示,封裝以往是「不必擔心的部分」。他估計,在先進晶片產品中,封裝最終可能佔其價值近半,因為現今部分圖像處理器及中央處理器可整合多達十枚甚至二十枚晶片。
研究機構Yole Group指出,先進封裝收益預計在2026年首次超越傳統封裝,相關資本開支將接近280億美元。全球最大合約晶片製造商台積電主導最先進的CoWoS技術(即晶片-基板-封裝),該技術將處理器及記憶體晶片等不同矽片連接,以高速協同運作,廣泛應用於Nvidia、AMD、Broadcom及自研人工智能晶片的雲端公司。
台積電的容量限制促使部分晶片設計師尋求額外供應。據一名未獲授權公開發言的行業高層透露,Nvidia正向台灣ASE Technology旗下的Siliconware Precision Industries(SPIL)提供數以十億美元融資,以擴充CoWoS封裝容量,用於新廠房及設備。Nvidia未回應查詢,ASE則表示不評論涉及客戶的市場傳聞。
這股投資潮反映晶片製造的深層轉變。更多晶片設計師利用先進封裝將多枚晶片整合成單一封裝,以加快數據傳輸,這對人工智能晶片尤為重要,因需在處理器與鄰近記憶體之間交換大量數據。台積電的容量緊絀亦為較小供應商帶來機遇,例如台灣的Powertech Technology(PTI)。其主席D K Tsai在八月表示:「大家都在尋求台積電以外的解決方案。」
PTI正押注面板級封裝(panel-level packaging),即採用較大的矩形面板取代圓形晶圓作為封裝平台,以減少浪費。該公司正與AMD及Broadcom合作,並計劃在新加坡投資4億美元與Broadcom合資發展先進封裝,預計2028年投產。台積電亦自行研發面板級技術CoPoS,但CoWoS仍是其主要人工智能封裝技術。
AMD行政總裁蘇麗莎(Lisa Su)在十月承認需要更多先進封裝容量,而微軟Azure硬件主管拉尼·博卡(Rani Borkar)表示,面板級封裝有助減少大型人工智能晶片的物料浪費,但尚未決定何時採用。封裝熱潮亦為半導體設備製造商開創新市場,東京電子台灣總裁中島誠二指先進封裝增長遠超晶片製造設備市場;美國應用材料公司副總裁斯里·凱薩帕拉加達(Sree Kesapragada)則稱,相關市場在短期內將顯著擴大。