AI芯片產(chǎn)能告急，矩形晶“圓”來(lái)當救星？

一項新的封裝技術(shù)即將崛起？

臺積電賺麻了！也造不動(dòng)了！

經(jīng)多家媒體證實(shí)，臺積電3nm代工價(jià)格將在明年上調5%，同時(shí)，CoWoS先進(jìn)封裝價(jià)格將上漲10%-20%。但即使漲價(jià)，客戶(hù)們依然選擇在臺積電下單，反觀(guān)三星沒(méi)有獲得任何大客戶(hù)的轉單訂單。

出現這種情況，主要還是因為三星3nm工藝良率過(guò)于拉胯。比起價(jià)格，客戶(hù)優(yōu)先考量的還是良率。

也正是因為客戶(hù)搶著(zhù)預訂產(chǎn)能，臺積電3nm家族產(chǎn)能的持續吃緊，而與AI芯片關(guān)系密切的CoWoS先進(jìn)封裝產(chǎn)能同樣出現供不應求的情況。

為了緩解產(chǎn)能缺口，臺積電預計在今年第三季度將新增的CoWoS相關(guān)設備到位。除此以外，臺積電還在研究新的先進(jìn)芯片封裝技術(shù)。

矩形晶“圓”，一種新思路

據日經(jīng)亞洲報道，臺積電在研究一種新的先進(jìn)芯片封裝方法，即使用矩形基板代替傳統圓形晶圓，從而在每個(gè)晶圓上放置更多的芯片。

據消息人士透露，這種矩形基板尺寸為510 x 515 mm，對比12寸晶圓的尺寸（70659平方毫米），可用面積達到了三倍之多，并且不像圓形晶圓一樣有可用面積有邊角料留下。

據分析師估算，在100%的良率下，一塊12寸晶圓只能造出16套B200這樣的AI計算芯片。即使是較早的H100芯片，最多也只能封裝大約29套。

而從供應鏈的角度來(lái)看，僅英偉達一家對CoWoS的需求就超過(guò)4.5萬(wàn)片晶圓，更不要說(shuō)谷歌、亞馬遜、AMD等廠(chǎng)商都在使用臺積電的CoWoS封裝技術(shù)。

隨著(zhù)需求持續攀升，英偉達的GPU供應能力將進(jìn)一步受到限制，這是買(mǎi)賣(mài)雙方都不愿意看到的結果。

不過(guò)，目前該這項研究仍然處于早期階段，有半導體分析師認為，整體來(lái)看，這一技術(shù)可能需要五到十年的時(shí)間才能實(shí)現全面的設施升級。

因此，想要解決 CoWoS產(chǎn)能問(wèn)題目前只能先靠增加產(chǎn)線(xiàn)的方式。

業(yè)界傳出，臺積電南科嘉義園區CoWoS新廠(chǎng)已進(jìn)入環(huán)差審查階段，即開(kāi)始采購設備。同時(shí)，南科嘉義園區原定要蓋兩座CoWoS新廠(chǎng)之外，臺積電正勘察三廠(chǎng)土地。

另外，業(yè)內類(lèi)似CoWoS類(lèi)似的2.5D先進(jìn)封裝技術(shù)還有三星的I-Cube（Interposer Cube ）、日月光的FOCoS-Bridge、英特爾的EMIB等。

最強AI芯片,點(diǎn)燃面板封裝產(chǎn)業(yè)鏈

其實(shí)在英偉達發(fā)布新一代AI芯片GB200時(shí)，就已經(jīng)透露了這種矩形晶圓封裝技術(shù)。

為了緩解CoWoS先進(jìn)封裝產(chǎn)能吃緊問(wèn)題，英偉達正規劃將其GB200提早導入扇出面板級封裝（FOPLP），從原訂2026年提前到2025年。

對比晶圓級封裝（FOWLP），面板級封裝使用方形的玻璃面板或印刷電路板，尺寸也不僅僅是510 x 515mm，還有更大的600 x 600mm。

據Yole的報告計算，FOWLP技術(shù)的面積使用率<85%，而FOPLP面積使用率>95%，這使得同比例下，300x300mm的矩形面板會(huì )比12寸晶圓多容納1.64倍的die，最終會(huì )轉化到每單位芯片的生產(chǎn)成本之上。

隨著(zhù)基板面積的增加，芯片制造成本將逐漸下降，300mm過(guò)渡到板級封裝，則能節約高達66%的成本。

因此單從經(jīng)濟角度考慮，FOPLP對比晶圓封裝有多項優(yōu)勢。而更重要的則是FOPLP可以緩解CoWoS產(chǎn)能吃緊的問(wèn)題，從而保證AI計算的需求。

不過(guò)矩形基板，其實(shí)早有嘗試。為了在基板上形成布線(xiàn)層和TSV，需要用到專(zhuān)用的制造設備和傳輸系統，并且需要光刻膠等一系列配套設備。而這些的準備工作，都需要時(shí)間和金錢(qián)，即使像臺積電這樣擁有深厚財力的芯片制造商，也不能在短時(shí)間內解決。

因此在先進(jìn)封裝相關(guān)設備制造商投入相應產(chǎn)品前， CoWoS 技術(shù)依然是AI芯片的首選。

不過(guò)隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠(chǎng)商的不斷關(guān)注和入局，這項面板級封裝技術(shù)也會(huì )逐漸走向現實(shí)。

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