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台积电积极扩充先进封装产能

2024年3月25日
  • 编辑:Ana Hu
  • 中国出海半导体网

 

台湾地区的半导体巨头台积电近日成为业界关注的焦点。据中国台湾经济日报报道,台积电计划在台湾省嘉义科学园区的先进封装厂进行大规模投资,扩建六座新厂,超出原先计划的四座。这一投资总额预计将超过5000亿新台币(约合人民币1137亿元),主要目的是扩充晶圆基片芯片(CoWoS)的先进封装产能。此外,台积电还在考虑将CoWoS封装技术引入日本,作为其在全球芯片封装领域扩张的一部分。

尽管台积电官方尚未对六座新厂及日本扩建封装厂的消息进行证实,但公司已明确表示,鉴于市场对半导体先进封装产能的强劲需求,计划将先进封装厂进驻嘉义科学园区。自去年下半年以来,台湾省方面一直在积极协调台积电先进封装厂进驻嘉义科学园区的相关事宜,包括环评和水电设施的准备,预计4月份即可动工,这一进展间接证实了相关传闻。

图:台积电正在积极扩充先进封装产能

图:台积电正在积极扩充先进封装产能

在先进封装领域,台积电的CoWoS技术已经成为行业标杆。先进封装技术的核心在于实现更高的互连密度和减少迹线长度,从而降低每比特传输的延迟和能量消耗。目前,除了传统的封装企业,许多晶圆代工大厂和存储巨头也纷纷加入竞争,包括日月光、英特尔、台积电、三星、安靠、长电科技、通富微电、华天科技等。

这些企业的先进封装技术各有特色,如台积电的SoIC、CoWoS和InFO,英特尔的EMIB、Foveros和Co-EMIB,三星的I-Cube(2.5D)、X-Cube(3D),日月光的Fan Out Package-on-Package(FOPoP)、Fan Out Chip-on-Substrate(FOCoS)等。在中国大陆,长电科技已覆盖SiP、WL-CSP、2.5D、3D等技术,并已进入XDFOI Chiplet高密度多维异构集成系列工艺的稳定量产阶段;通富微电拥有7nm、5nm、Chiplet等先进技术优势;华天科技也已具备5nm芯片的封装技术,Chiplet封装技术同样已量产。

台积电的CoWoS封装技术是目前AI服务器芯片的主力采用者。CoWoS分为CoW和oS两段,CoW主要整合各种Logic IC(如CPU、GPU、AISC等)及HBM存储器,oS部分则将上述CoW以凸块(Solder Bump)等接合,封装在基板上,最后整合到PCBA,成为服务器主机板的主要运算单元。

台积电已多次释放出产能扩建的消息。公司首席执行官魏哲家曾表示,计划今年将CoWos产量增加一倍,并计划在2025年进一步增加。这一先进封装热潮也带动了设备厂商的业绩增长。相关设备厂商如中国台湾的万润、弘塑、辛耘等表示,订单量巨大,每天都在加班。

HBM作为与CoWoS紧密相关的技术,同样面临供不应求的局面。HBM通过先进封装技术实现了新一代内存解决方案,将多个存储芯片堆叠后与GPU封装在一起,实现大容量、高位宽的内存组合阵列。目前,业界正在期待HBM3E及HBM4的到来,而TSV硅通孔技术是实现芯片堆叠的关键。

台积电扩充先进封装产能的原因主要受到市场需求的强劲驱动。具体来讲,可能有以下几点:

  1. AI需求的快速增长:随着人工智能(AI)技术的快速发展和应用领域的不断扩大,对高性能计算(HPC)芯片的需求迅速增加。特别是在数据中心、智能手机、个人电脑等领域,AI相关应用的落地对芯片性能提出了更高要求,从而推动了对先进封装技术的需求。
  2. CoWoS封装技术的需求:台积电的CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)封装技术因其高密度互连和高性能特点,成为AI服务器芯片的主流选择。随着AI GPU等产品的短缺,台积电的CoWoS封装产能出现了供不应求的情况。
  3. 客户订单的增加:台积电的先进封装技术受到了包括英伟达在内的多家科技巨头的青睐。随着这些客户对高性能AI芯片的需求量增加,台积电需要扩充产能以满足这些订单需求。
  4. 行业库存恢复健康:台积电在业绩报告中提到,预计2024年半导体库存将恢复至健康水平,这意味着市场需求将保持增长态势,从而为台积电提供了扩产的市场基础。
  5. 长期战略规划:台积电对先进封装技术的扩产也是其长期战略规划的一部分。公司预计,随着AI和HPC市场的持续增长,未来几年对先进封装技术的需求将持续上升,因此提前布局扩产是确保公司长期竞争力的关键。