AI 晶片需求暴增,引發高階封裝供應鏈劇烈變動
AI Chip 和 High-Performance Computing(HPC)持續帶動的高度複雜的多晶片設計趨勢,將先進封裝 CoWoS 技術重要性推向前所未有新高度。AI Chip 龍頭 Nvdia 和 AMD 都早是台積電 CoWoS 忠實客戶,旗艦產品系列 Nvdia A100、H100 和 AMD Instinct MI250X、MI300 技術創新幾乎都奠基於台積電 CoWoS。
然而AI倍速增長,除了Nvdia和AMD晶片需求激增,Google、亞馬遜等也開始急起直追,晶片需求紛至沓來。爆量湧入訂單顯然超過台積電胃納量,即便台積電預估下半年陸續擴大CoWoS產能,然而封裝設備交期限制下,擴產速度備受限制。
Nvidia供不應求,驅動封裝供應鏈的變動
需求大爆發時期,穩定供貨被Nvdia等晶片廠視為最重要任務。因此台積電努力滿足客戶需求同時,可觀察到晶片廠也開始快速調整外包策略,逐步落實分散供應鏈,使其他擁有2.5D封裝技術的晶圓代工廠和OSAT可望雨露均霑。
值得注意的是,這波供應鏈部署,據傳聯電(UMC)首度躍升成為Nvdia矽中介層(Interposer)段重要夥伴,並逐步擴大產能。
從技術角度看,台積電CoWoS製程,Interposer向來是技術更新關鍵,隨著中介層面積逐步放大,能整合的記憶體堆疊顆粒數和核心元件也越多,對越趨複雜的多晶片設計而言非常關鍵,可看出Nvdia扶植聯電成為後備產能穩定供貨的用意。
另一方面,Nvidia積極卡位產能,可觀察到兩大OSAT廠Amkor、SPIL(ASE)分別在COW(Chip-on-wafer)和WoS(Wafer-on-substrate)流程佔一席之地。
日月光集團2.5D封裝佈局已深,早在2017年就推出2.5D封裝技術,能將核心運算元件和HBM(High Bandwidth Memory)整合至矽中介層,曾導入AMD MI200系列伺服器GPU。納入日月光集團的矽品亦擁有獨家FO-EB(Fan-Out Embedded Bridge),不使用矽中介層,而是透過矽橋與重分布層(RDL)整合,成為日月光另一樣利器。
三星晶圓代工與封測能力兼具,可能威脅台積電AI晶片代工嗎?
供應鏈的大洗牌時,TrendForce認為三星 Device Solutions部門能提供從晶圓代工到先進封裝(Advanced Package,AVP)的一站式方案,是不容忽視的新興勢力。
自晶圓代工事業處與System LSI於2018年分拆成獨立事業部後,三星晶圓代工便開始承接許多System LSI以外客戶訂單,企圖穩健營運模式。以往以三星集團記憶體及晶圓代工事業為主要客戶的AVP部門,亦於2023年開始承接外部生意,期望在先進封裝代工領域佔有一席之地。
TrendForce調查,三星Device Solutions旗下AVP事業處正在積極進軍AI領域,目前美國及中國的一線客戶密切與三星洽談,無論Foundry-to-Packaging一條龍方案或獨立採先進封裝製程都成客戶評估的成熟選項,代表三星先進封裝投資研發可望逐步取得成果。
仿效台積電專業代工領域佈局,三星近年也積極儲備2.5D封裝研發能量:2021年先後推出兩款2.5D封裝技術,I-Cube4(Interposer-Cube4)可於矽中介層整合四個HBM堆疊顆粒與一個核心運算元件,H-Cube(Hybrid-Substrate Cube)於ABF載板下疊加HDI PCB以擴大封裝面積,主要滿足整合六個以上HBM推疊顆粒設計。
除現有封裝廠外,著眼關鍵封裝材料及設備技術都來自日本,三星更於日前宣布於日本建立先進封裝研發中心,展現快速壯大封裝事業的野心。
TrendForce仍認為台積電先進技術和客戶關係掌握度居業界領先,長期成為支持AI Chip升級的最大推動力。然隨著AI議題持續發酵,先進封裝訂單外溢效應將考驗各家廠商技術實力和應變能力,供應鏈變動勢將影響整個半導體產業的長線格局。
(首圖來源:shutterstock)