產(chǎn)業(yè)丨CoWoS的巨大需求，到明年濤聲依舊

作者 | 方文三

依據(jù)Yole最新發(fā)布的《2024年先進封裝狀況》報告，預計在2023年至2029年期間，先進封裝市場的年復合增長率將達到11%，市場規(guī)模預計會增長至695億美元。

DIGITIMES Research指出，由于云端AI加速器需求的強勁增長，預計到2025年，全球對CoWoS及類似封裝產(chǎn)能的需求可能會上升113%。

巨頭們需求無限大，臺積電順勢漲價

憑借CoWoS技術，臺積電幾乎已躍升為全球領先的封裝廠商。

先進封裝業(yè)務在臺積電整體業(yè)績中所占比例逐漸上升，相應的毛利率亦穩(wěn)步增長。

據(jù)分析師預測，臺積電今年在先進封裝領域的營收有望突破70億美元大關，甚至挑戰(zhàn)80億美元。

目前，先進封裝業(yè)務約占臺積電總營收的7%至9%，預計在未來五年內，該部門的增長速度將超過臺積電整體平均水平。

這一成就與臺積電的CoWoS封裝技術密不可分。眾多AI芯片均需采用CoWoS封裝技術。

英偉達在臺積電整體供應量中的占比已超過50%。先前推出的A100和H100等產(chǎn)品均采用了CoWoS封裝技術。

后續(xù)的Blackwell Ultra產(chǎn)品也將采用臺積電的CoWoS封裝工藝。

預計到明年，英偉達將推廣采用CoWoS-L技術的B300和GB300系列產(chǎn)品。

而AMD的MI300產(chǎn)品則結合了臺積電的SoIC（3D）和CoWoS（2.5D）兩種封裝技術。

據(jù)預測，英偉達對CoWoS-L工藝的需求量將從2024年的3.2萬片晶圓大幅增長至2025年的38萬片晶圓，同比增長率高達1018%。

據(jù)相關機構統(tǒng)計，AMD和博通對CoWoS產(chǎn)能的需求合計占比已超過27.7%。

AMD計劃于明年上半年率先推出基于CDNA4架構的MI350產(chǎn)品。

展望未來，AMD有望在2026年推出基于Next架構的MI400高速運算芯片，這將使其成為英偉達的有力競爭者。

預計明年3納米技術的價格將上調約5%，而CoWoS技術的價格漲幅預計在10%至20%之間。

價格上漲的原因并非源于AI芯片的供應不足，而是臺積電在CoWoS封裝技術方面的產(chǎn)能出現(xiàn)了短缺。

在最近舉辦的歐洲技術研討會上，臺積電宣布計劃以超過60%的復合年增長率（CAGR）擴大CoWoS產(chǎn)能，至少持續(xù)至2026年。

因此，預計到2026年底，臺積電的CoWoS產(chǎn)能將比2023年的水平增長超過四倍。

跟著臺積電有[肉]吃，制造商急增產(chǎn)能

作為全球領先的封測服務提供商，日月光承接了臺積電在CoWoS技術領域的溢出需求。

憑借其掌握的先進封裝技術，日月光成為臺積電應對CoWoS封裝產(chǎn)能緊張問題的理想合作伙伴。

特別是在CoWoS-S先進封裝的后段制程中，日月光與臺積電展開了緊密的合作。

業(yè)界專家預測，至2025年，臺積電可能會將CoWoS-S后段的oS封裝制程的40%至50%外包給日月光，此舉有望為日月光帶來約1.5億至2億美元的業(yè)績增長。

近日，安靠與臺積電共同宣布，雙方已簽署諒解備忘錄，計劃在亞利桑那州共同推進先進封裝與測試能力的建設，以進一步擴展該地區(qū)的半導體生態(tài)系統(tǒng)。

實際上，臺積電在亞利桑那州規(guī)劃的三座先進晶圓制程工廠，結合安靠的先進封裝生產(chǎn)線，將有助于提升臺積電當?shù)貜S區(qū)的附加價值，并確保訂單的穩(wěn)定性。

業(yè)界專家指出，封裝測試廠與晶圓制造廠在先進封裝市場的定位及優(yōu)勢存在差異，雙方的合作關系超越競爭。

目前，諸如日月光、Amkor、長電科技等封裝測試行業(yè)的巨頭已經(jīng)掌握了先進封裝技術，并且由于技術升級和成本優(yōu)勢，有望成為大型制造商的另一選擇。

隨著AI市場的迅速擴張和先進封裝需求的激增，這些封裝測試企業(yè)不僅有望獲得更多客戶的訂單，還有可能進一步擴大生產(chǎn)規(guī)模，這對設備供應商而言極為有利。

[CoWoS_S]的改進助推HPC系統(tǒng)演進

在過去的十年中，臺積電持續(xù)擴大了集成規(guī)模，并提升了每一代產(chǎn)品的性能。

同時，臺積電為[CoWoS]系列開發(fā)了衍生產(chǎn)品，目前該系列主流產(chǎn)品的命名已更新為[CoWoS_S]。

[_S]這一標識代表了臺積電采用了硅（Si）基板作為中間基板（中介層）。

[CoWoS_S]中集成的HBM數(shù)量將會增加，Si中介層的面積將會擴大，SoC的制造技術將會進一步微型化。

SoC的形態(tài)將從單芯片演變?yōu)樾⌒酒?，進而發(fā)展為SoIC（集成芯片系統(tǒng)）。

臺積電在2021年推出的第五代[CoWoS_S]進一步擴展了Si中介層至2500mm2，相當于三個光罩的面積，是第三代產(chǎn)品的兩倍，并且集成了8個高帶寬內存（HBM）。

第六代[CoWoS_S]的Si中介層尺寸進一步增大，覆蓋了四個掩模版的面積，其面積大約為3400mm2（約58.6mm見方）。

得益于AI芯片需求的增長，但硅中間層面積的增加導致12英寸晶圓切割出的中間層數(shù)量減少，這將使得臺積電的CoWoS產(chǎn)能持續(xù)面臨供不應求的局面。

隨著中間層面積的增加，從12英寸晶圓中獲得的中間層數(shù)量減少；同時，安裝的HBM數(shù)量以倍數(shù)增長，并且HBM標準也在不斷提升。

在CoWoS中，GPU周圍放置多個HBM，而HBM也被視為瓶頸之一。

彌補產(chǎn)能不足，CoWoS-L需求將增長

臺積電正在研發(fā)CoWoS的其他版本（即CoWoS-L），該版本將能夠構建多達8個掩模版尺寸的系統(tǒng)級封裝（SiP），因此在三年內將CoWoS產(chǎn)能增長四倍可能仍不足以滿足需求。

根據(jù)TrendForce集邦咨詢發(fā)布的最新報告，英偉達公司近期宣布，其Blackwell Ultra系列圖形處理單元（GPU）產(chǎn)品將更名為B300系列。

此次更名被視為一項戰(zhàn)略舉措，預計將在2025年顯著促進CoWoS-L（Chip on Wafer on Substrate-Less）封裝技術市場需求的增長。

CoWoS_L通過插入器與LSI芯片實現(xiàn)芯片間的互連，并利用RDL層進行電力與信號的傳輸。

英偉達計劃將重點放在向北美大型云服務提供商（CSP）提供采用CoWoS-L技術的B300或GB300等GPU產(chǎn)品上。

全球四大云服務供應商——微軟、Google、亞馬遜及META——持續(xù)擴大AI基礎設施建設，預計今年的資本支出總額將達到1,700億美元。

總體而言，臺積電預計，在未來幾年內，用于AI和高性能計算等高要求應用的尖端系統(tǒng)級封裝（SiP）將同時采用CoWoS和SoIC 3D堆疊技術。

這正是臺積電需要增加這兩種技術產(chǎn)能以構建這些高度復雜處理器的原因。

結尾：

當前，盡管AI芯片尚未采用最尖端的制造工藝，但其性能的提升在很大程度上依賴于先進的封裝技術。

全球半導體企業(yè)能否從臺積電獲取更先進的封裝產(chǎn)能，將對其市場占有率及影響力產(chǎn)生決定性作用。

部分資料參考：

半導體產(chǎn)業(yè)縱橫：《CoWoS，是一門好生意》，創(chuàng)業(yè)板日報：《CoWoS供不應求！臺積電無奈委外》，半導體芯聞：《臺積電CoWoS需求火爆》，集成芯思路：《AI芯片潮起，CoWoS封裝帶來新增量》，電子業(yè)財經(jīng)：《CoWoS擴產(chǎn)超預期，AI引領需求增長與資本熱潮》