先進封裝火了,芯片行業開始回暖?

jh 2年前 (2023-07-27)

當巨頭們開始提前布局。

AI行業究竟有多火?

據臺灣當地媒體報道,臺積電AI芯片產線已出現爆單狀況。即使調整了制程,也無法滿足客戶需求。

對此,臺積電在本周的一份聲明中表示,計劃投資近900億新臺幣(合28.7億美元)在新竹科學園區轄下的銅鑼科學園區新建一家先進封裝工廠,預定2026年底完成建廠,2027年第三季量產。

不過在新工廠建成前兩年,依然消耗不完大客戶的訂單。并不是臺積電沒有制造能力,而是封裝能力太吃緊。

芯片巨頭,爭搶先進封裝訂單

臺積電在AI領域的大客戶,無疑是英偉達。

靠著成熟的工藝制程,以及獨特的CoWoS(Chip On Wafer On Substrate)封裝工藝,臺積電一直為英偉達GPU芯片提供封測服務。

圖 | 臺積電最新CoWoS工藝

但臺積電在制造能力跟得上,封裝能力卻成大難題。一方面,封裝不是臺積電的主業,幾乎所有封裝產能都在臺灣當地;另一方面,臺積電還要兼顧蘋果、AMD、英特爾等大客戶的封裝訂單,能留給英偉達的產能非常有限。

據報道稱,目前臺積電CoWoS月產能大約僅在8000~9000片,若加緊急預定的產能,每個月大約平均多出1000~2000片的產能。

然而隨著AI浪潮的到來,包括亞馬遜AWS、博通、思科和賽靈思在內的臺積電客戶都提高了CoWoS封裝需求,臺積電的產能瞬間告急。

面對封裝這塊“短板”,黃仁勛在6月的臺北電腦展上表示,會力求更加多元化的供應鏈。一時間,頭部廠商紛紛搶灘,加注封裝產能,這當中不僅有日月光、Amkor這類老牌封測廠,也有三星、英特爾、聯電等代工巨頭。

有消息稱,英偉達目前已經尋找到了二供,三星先進封裝團隊(AVP)有望拿下一筆封裝訂單,Amkor、日月光旗下矽品都是潛在的二級供應商/替代供應商。如果一切順利,英偉達一部分AI GPU封裝將由二供負責。

看到封裝潛力的不僅是頭部企業,韓國政府也在為本國先進封裝產業規劃項目。

據悉,該項目總成本規劃為300億至5000億韓元, 韓國政府目前正在調查企業參與該項目的意愿及實力。該項目暫定名稱為“半導體先進封裝領先核心技術開發項目”,具體技術涉及2 .5D封裝、3D封裝、Chiplet、WLP、PLP等工藝。

先進封裝,為什么火了?

我們都知道,摩爾定律失效已經成為業內共識,隨著芯片工藝不斷演進,后摩爾時代硅的工藝發展趨近于其物理瓶頸,晶體管想要變得更小就愈加困難。

既然芯片制程提升困難,那么從封裝層面入手成了另一個思路。

臺積電是較早投入先進封裝方案研發的代工廠,其最具代表性的就是CoWos工藝,該工藝原本為移動端處理器開發的制程工藝,能夠減少芯片70%的體積。

但早期的CoWos工藝價格非常昂貴,只有賽靈思一家客戶使用,在升級為更為經濟的InFO封裝技術后,臺積電終于迎來了超級大客戶蘋果,不僅打響了CoWos工藝的名聲,也讓行業看到了先進封裝的潛力。

圖 | 臺積電封裝工藝路線圖

此后,各路先進封裝工藝百花齊放,包括晶圓級封裝、扇出型封裝、SIP(系統級封裝)以及SoIC(3D)等封裝技術,這些先進封裝不僅維持著摩爾定律的進展,同時也提升了封裝具有更高的附加值,一改傳統封裝“薄利多銷”的路線。

如今的AI時代,AI芯片對于先進分裝的需求更加迫切。

隨著運算需求的日益復雜,異構計算大行其道,更多不同類型的芯片需要被集成在一起,先進封裝通過提升了芯片集成密度和互聯速度的做法,大幅提升了相關產品的內存容量和數據傳輸速率。

因為,我們注意到各家廠商開始在先進封裝市場展開競爭,本質上還是看到背后強大的市場需求。

市場急需強心劑

AI火了,讓GPU吃上了紅利,相關AI芯片、算力芯片都成為當下的“香餑餑”。但目前來看,只有英偉達成了贏家,其他的芯片廠商仍未逃脫下行周期魔咒。

上周四,臺積電公布了最新的財報,數據顯示,臺積電第二季度收入同比下降近10%。這是該公司16個季度以來首次出現收入下滑,而此前臺積電創造了自2000年以來持續時間最長的一次增長。

其中有一個非常值得注意的數據,二季度HPC(高性能計算)業務為臺積電貢獻了44%的營收,遠高于智能手機的貢獻量。

但相較于一季度并未有太大起伏,數值上甚至還低了4.4億美元,足以看出AI芯片市場需求不及預期。

不夸張地說,臺積電的業績其實是全行業健康狀況的一個有力風向標——消費電子持續的背景下,頹勢仍未到拐點,雖然AI芯片確實很火,但還不足以改變芯片行業的現狀。

與消費電子和服務器市場相比,AI芯片的體量還是太小。正如魏哲家此前在今年4月的投資者電話會議上所說:“我們此前曾預測HPC的年化增長率是15%到20%,但是AI的機遇還不足以讓我們給這個數字增加點什么。”同時,魏哲家對AI市場的熱情表示謹慎。

當然,AI芯片的增長勢頭還是相當不錯的,不僅彌補了消費電子芯片留下的空缺,同時也促使芯片巨頭們開始對先進封裝工藝的布局。

對比制造環節的制程工藝,先進封裝工藝其實更像是一種輔助手段,有了前者再有后者。例如基于Chiplet的3D先進封裝,本質上還是一項整合技術,有了小芯片才能進行下一步封裝。

但同時,我們也可以反過來看——先進封裝技術也會拉進各環節的配合,不僅降低了晶圓廠的制造門檻,也可以改進設計公司的思路。

另一方面,在行業回暖之前,芯片巨頭們度過這個冬天的手段并不多,提前布局先進封裝,為需求爆發打好基礎,并不是一件壞事。

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