AI需求激增,应用于AI的高端芯片需同时满足高速、节能及成本控制的要求,CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)先进封装技术成为当前关键的解决方案。全球唯一能同时生产先进制程与封装的厂商是台积电,因此,包括英伟达、AWS(亚马逊云服务)、博通、AMD等国际大厂都在积极争取台积电的CoWoS产能。
关于CoWoS产能的提升,台积电位于美国亚利桑那州的工厂正与英伟达商讨,计划生产最新一代Blackwell架构的AI芯片,这将是继苹果及AMD之后的第三家客户。然而,亚利桑那州工厂目前尚不具备Blackwell芯片所需的CoWoS封装产能,因此封装初期工作仍将返回中国台湾进行。
为满足客户需求,台积电正积极扩产。业内人士评估,到2025年第四季度,CoWoS的每月总产能可提升至超过6万片;投资顾问机构则预计,到2025年底,CoWoS的月产能有望达到7.5万片。预计2025年至2026年,供需将达到平衡。
此外,台积电还加速了外包封测代工的规模,包括日月光半导体和Amkor等专业封测厂商有望借此机会获得更多业务。而家登、弘塑、万润、閎康、志圣、辛耘等半导体设备制造商,以及上银等关键元器件厂商,也将受益于CoWoS封装设备需求的增长。
台积电日前还公布了年度优秀供应商奖项。由于AI需求的扩大推动了先进封装CoWoS的发展,今年共有6家先进封装厂商获奖,包括中国台湾厂商辛耘,以及外商旭化成、佳能等。
那么,CoWoS究竟是什么?以下文章将为您详细解读。
CoWoS先进封装是什么?
CoWoS的全称是Chip-on-Wafer-on-Substrate,可以将其拆分为“CoW”和“WoS”两部分来理解。
“CoW”代表“Chip-on-Wafer”,即芯片堆叠;“WoS”则代表“Wafer-on-Substrate”,指的是将芯片堆叠在基板上。简单来说,CoWoS技术就是将芯片堆叠起来,然后封装在基板上,以此来减少芯片所需的空间,同时也能降低功耗和成本。
CoWoS技术的出现,延长了摩尔定律的寿命。由于芯片微缩将导致成本增加,每两年节省一半成本的定律将难以维持。然而,通过CoWoS技术,能够将不同制程的芯片封装在一起,例如5纳米的GPU和12纳米的射频芯片,从而实现加速运算且成本可控的目标。由于CoWoS需求强劲,业界传出台积电找日月光半导体旗下的矽品承接CoW制程外包订单,将在矽品中科厂生产,这也是台积电首次外包CoW制程。不过,台积电与日月光均未对此传闻进行回应。
据《MoneyDJ》报道,台积电原本就有将利润较低的WoS流程外包的习惯,而将技术含量高、利润也较高的前端CoW制程紧握在手中。此次传出也将CoW制程外包的消息,除了说明CoWoS的抢手程度超乎预期外,也意味着日月光的技术获得了一定的认可。
CoWoS大规模扩产
台积电于8月15日宣布,将投入171.4亿元购买群创位于南部科技园区的厂房及相关附属设施,初期将以建设CoWoS产能为主,预计今年底至明年陆续出货,完工时间有望早于嘉义厂。
盘点台积电CoWoS先进封装厂在中国台湾的布局,目前已有龙潭、新竹科技园区、竹南、中部科技园区和南部科技园区。其中,南部科技园区嘉义园区的第一座P1厂已于5月动工,但由于一些原因,目前已暂停P1厂的施工,并同步启动第二座CoWoS厂(P2厂)的工程。对于P1厂,国科会南部科学园区管理局局长郑秀绒表示,预计10月清理完毕,不影响设备安装进度。
至于扩充CoWoS产能方面,台积电正在考虑在日本建立先进封装能力,其中一个选择是将CoWoS封装技术带到日本。目前,台积电的CoWoS产能全部集中在中国台湾。此举将为正在加紧提升半导体产业竞争力的日本增添动力。不过,由于审议还在初步阶段,因此投资规模和时间表尚不确定。对此,台积电拒绝置评。
对于台积电而言,当前先进封装服务的对象为下单7纳米以下制程的客户,换句话说,像苹果、英伟达和AMD这样的顶级客户群才能够下单CoWoS。
CoWoS仍面临一些待解决的问题,例如由于芯片堆叠后产生的散热问题,或是良率提升等方面,都给CoWoS的生产带来了一定的障碍。此外,就目前阶段而言,台积电的CoWoS供应量还相对较少。野村证券指出,台积电的CoWoS产能不足是导致当前AI芯片出货量受限的主要原因。
台积电总裁魏哲家在2024年第二季度的法人说明会上表示,接下来CoWoS的需求几乎将实现双倍增长,台积电也正在积极扩充产能。
CoWoS带动了哪些中国台湾供应链企业?
海通国际指出,台积电今年第二季度的CoWoS产能约为12kwpm(千片每月),预计2024年第四季度有机会挑战两万五千片以上的产能。海通表示,预计英伟达今年下半年对CoWoS的需求将再翻倍,2024年的全年需求将达到约八万片。然而,熟悉英伟达的内部人士指出,2024年英伟达提出的需求为十五万片,但这一数字尚未得到证实。导致产能扩充缓慢的原因在于设备交货的延迟,包括日本厂商Shibaura、Tazmo等设备的交货期约需6至8个月。
台积电总裁魏哲家在法人说明会上表示,台积电预计到明年年底时,有机会缓解目前供应紧张的状况。但海通指出,台积电之所以不愿过快扩充产能的另一个原因,是担心市场超额预定CoWoS产能,仍在谨慎评估当中。
CoWoS概念股有哪些?
随着CoWoS需求的上升,相关中国台湾设备厂商如弘塑、万润、辛耘、均豪、志圣、均华、群翊和钛昇等都受到了市场的关注。
在供不应求的情况下,台积电的订单也溢出到了如日月光等下游封测厂商,这些厂商同样受到了市场的高度关注。
投资者还关注到其他几支CoWoS概念股,如京元电、欣兴及楠梓电等个股。
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