臺(tái)積電持續(xù)擴(kuò)大CoWoS封裝產(chǎn)能

據(jù)業(yè)內(nèi)消息人士稱(chēng)，盡管最近市場(chǎng)傳言英偉達(dá)已縮減 2024 年與臺(tái)積電代工廠的訂單，但臺(tái)積電仍在繼續(xù)擴(kuò)大其 CoWoS 封裝產(chǎn)能。

最近市場(chǎng)傳言表明，英偉達(dá)在中國(guó)大陸的收入已經(jīng)崩潰，其他市場(chǎng)無(wú)法填補(bǔ)中國(guó)大陸巨大的需求缺口。此外，接替 H100 的下一代 GPU HGX H200 將于第二季度上市，第三季度銷(xiāo)量將有所增加?？蛻?hù)對(duì)現(xiàn)有 H100 和新 H200 芯片的訂單正在調(diào)整，帶來(lái)不確定性。

據(jù)傳言，由于這些不確定性，英偉達(dá)首次削減了臺(tái)積電預(yù)期的 4nm 工藝和 CoWoS 產(chǎn)能訂單。

晶圓廠設(shè)備制造商稱(chēng)，臺(tái)積電的可用 CoWoS 產(chǎn)能仍不足以滿(mǎn)足需求。消息人士稱(chēng)，盡管臺(tái)積電努力加快設(shè)備改造，但到 2023 年底，CoWoS 的月產(chǎn)能僅為 15000 片晶圓。

消息人士指出，臺(tái)積電正在修改 InFO（集成扇出型）的部分設(shè)備，以支持 CoWoS 生產(chǎn)，該設(shè)備仍處理大部分先進(jìn)封裝出貨。CoWoS 封裝的月產(chǎn)能預(yù)計(jì)將在 2024 年第一季度達(dá)到 17000 片晶圓。

消息人士稱(chēng)，臺(tái)積電還為 CoWoS 生產(chǎn)分配更多晶圓廠產(chǎn)能，這將導(dǎo)致 2024 年 CoWoS 封裝的月產(chǎn)能逐季增加，最終達(dá)到 26000-28000 片晶圓。

CoWoS 封裝產(chǎn)能限制 AI 芯片出貨量

英偉達(dá) AI GPU 的短缺是由于臺(tái)積電 CoWoS 封裝的產(chǎn)能不足。

臺(tái)積電應(yīng)眾多客戶(hù)要求，于 2023 年第二季度開(kāi)始緊急配置產(chǎn)能，新 CoWoS 設(shè)備的交付時(shí)間超過(guò) 6 個(gè)月，部分設(shè)備從接到訂單到生產(chǎn)安裝需要長(zhǎng)達(dá) 10 個(gè)月的時(shí)間。盡管如此，廣達(dá)電腦、緯創(chuàng)資通、超微（Supermicro）、技嘉、華碩等公司聲稱(chēng)有訂單但無(wú)法履行，這表明 CoWoS 供應(yīng)缺口仍然存在。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，臺(tái)積電大約一半的 CoWoS 封裝可用產(chǎn)能仍專(zhuān)門(mén)用于滿(mǎn)足英偉達(dá) AI GPU 的需求，這表明英偉達(dá)對(duì)即將于今年晚些時(shí)候發(fā)布的 H200 和 B100 GPU 充滿(mǎn)信心。3nm B100 系列預(yù)計(jì) 2024 年底出貨。

英偉達(dá)計(jì)劃在 2024 年第二季度發(fā)布規(guī)格較低的定制 AI 芯片，而高端 H100 GPU 仍然在全球范圍內(nèi)需求旺盛且缺貨。

臺(tái)積電已承諾在 2024 年大幅增加 CoWoS 封裝產(chǎn)能。消息人士稱(chēng)，除了英偉達(dá)之外，隨著微軟和其他客戶(hù)采用 MI300 AI GPU 系列，AMD 也增加了對(duì)臺(tái)積電 CoWoS 封裝的需求。另外，博通也是預(yù)付 CoWoS 產(chǎn)能費(fèi)用的客戶(hù)。

臺(tái)積電在舉辦的 IEEE 國(guó)際電子器件會(huì)議（IEDM）的小組研討會(huì)上透露，其 1.4nm 級(jí)工藝制程研發(fā)已經(jīng)全面展開(kāi)。根據(jù) SemiAnalysis 的 Dylan Patel 給出的幻燈片，臺(tái)積電的 1.4nm 制程節(jié)點(diǎn)正式名稱(chēng)為 A14。

目前臺(tái)積電尚未透露 A14 的量產(chǎn)時(shí)間和具體參數(shù)，但考慮到 N2 節(jié)點(diǎn)計(jì)劃于 2025 年底量產(chǎn)，N2P 節(jié)點(diǎn)則定于 2026 年底量產(chǎn)，因此 A14 節(jié)點(diǎn)預(yù)計(jì)將在 2027-2028 年問(wèn)世。

在技術(shù)方面，A14 節(jié)點(diǎn)不太可能采用垂直堆疊互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（CFET）技術(shù)，不過(guò)臺(tái)積電仍在探索這項(xiàng)技術(shù)。因此，A14 可能將像 N2 節(jié)點(diǎn)一樣，依賴(lài)于臺(tái)積電第二代或第三代環(huán)繞柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管（GAAFET）技術(shù)。

半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，臺(tái)積電目前已經(jīng)感受到三星和英特爾的壓力，而且創(chuàng)始人張忠謀已經(jīng)將主要擔(dān)憂(yōu)從三星轉(zhuǎn)移到英特爾方面。

英特爾近日發(fā)布報(bào)告，在 PowerVia 背面供電技術(shù)、玻璃基板和用于先進(jìn)封裝的 Foveros Direct 方面均取得較大成功。

根據(jù) TrendForce 集邦咨詢(xún) 3Q23 全球晶圓代工營(yíng)收 TOP10 排名，英特爾晶圓代工業(yè)務(wù)首次進(jìn)入全球 TOP10，以業(yè)界最快的季度增長(zhǎng)位列第九。

2011 年，臺(tái)積電技術(shù)專(zhuān)家余振華帶來(lái)了第一個(gè)產(chǎn)品——CoWoS。

CoWoS（Chip On Wafer On Substrate）是一種 2.5D 的整合生產(chǎn)技術(shù)，由 CoW 和 oS 組合而來(lái)：先將芯片通過(guò) Chip on Wafer（CoW）的封裝制程連接至硅晶圓，再把 CoW 芯片與基板（Substrate）連接，整合成 CoWoS。據(jù)悉，這是蔣尚義在 2006 年提出的構(gòu)想。

CoWoS 的核心是將不同的芯片堆疊在同一片硅中介層實(shí)現(xiàn)多顆芯片互聯(lián)。在硅中介層中，臺(tái)積電使用微凸塊（μBmps）、硅穿孔（TSV）等技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)引線(xiàn)鍵合用于裸片間連接，大大提高了互聯(lián)密度以及數(shù)據(jù)傳輸帶寬。

CoWoS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了提高系統(tǒng)性能、降低功耗、縮小封裝尺寸的目標(biāo)，從而也使臺(tái)積電在后續(xù)的封裝技術(shù)保持領(lǐng)先。

這也是目前火熱的 HBM 內(nèi)存、Chiplet 等主要的封裝技術(shù)。

據(jù)悉，繼英偉達(dá) 10 月確定擴(kuò)大下單后，蘋(píng)果、AMD、博通、Marvell 等重量級(jí)客戶(hù)近期也對(duì)臺(tái)積電追加 CoWoS 訂單。臺(tái)積電為應(yīng)對(duì)上述五大客戶(hù)需求，加快 CoWoS 先進(jìn)封裝產(chǎn)能擴(kuò)充腳步，明年月產(chǎn)能將比原訂倍增目標(biāo)再增加約 20%，達(dá) 3.5 萬(wàn)片——換言之，臺(tái)積電明年 CoWoS 月產(chǎn)能將同比增長(zhǎng) 120%。

同時(shí)，臺(tái)積電根據(jù)不同的互連方式，把「CoWoS」封裝技術(shù)分為三種類(lèi)型：

CoWoS-S：它使用 Si 中介層，該類(lèi)型是 2011 年開(kāi)發(fā)的第一個(gè)「CoWoS」技術(shù)，為高性能 SoC 和 HBM 提供先進(jìn)的封裝技術(shù)；

CoWoS-R：它使用重新布線(xiàn)層（RDL）進(jìn)行布線(xiàn)，更強(qiáng)調(diào) Chiplet 間的互連。能夠降低成本，不過(guò)劣勢(shì)是犧牲了 I/O 密度；

CoWoS-L：它使用小芯片（Chiplet）和 LSI（本地硅互連）進(jìn)行互連，結(jié)合了 CoWoS-S 和 InFO 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有靈活集成性。

多年來(lái)，CoWoS 一直在追求不斷增加硅中介層尺寸，以支持封裝中的處理器和 HBM 堆棧。臺(tái)積電通過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)積累和大量成功案例，目前 CoWoS 封裝技術(shù)已迭代到了第 5 代。