
据报道,目前台积电正积极提高CoWoS先进封装产能,预估 2025 年产能接近翻倍,达到每月 7.5 万片晶圆。同时,为应对强劲的市场需求,将在2026年继续提高产能。
CoWoS技术是台积电为了克服摩尔定律即将面临的物理限制而提出的,其核心是通过在一个硅中介层上集成多个芯片,形成一个高性能的封装解决方案。具体做法是先将芯片通过CoW的封装制程连接至硅晶圆,再把CoW芯片与基板连接,整合成CoWoS;利用这种封装模式,使得多颗芯片可以封装到一起,透过硅中介层互联,达到了封装体积小,功耗低,引脚少的效果。
目前,CoWoS封装流程可大致划分为三个阶段。
第一阶段,将裸片与中介层借由微凸块进行连接,并通过底部填充保护芯片与中介层的连接处。
第二阶段,将裸片与载板相连接,然后利用化学抛光技术将中介层进行薄化,移除中介层凹陷部分。
第三阶段,切割晶圆形成芯片,并将芯片连接至封装基板。然后,加上保护封装的环形框和盖板,使用热介面金属填补与盖板接合时所产生的空隙。
初期由于成本较高,CoWoS技术并未得到广泛采用,随着AI热潮引爆,CoWoS先进封装技术需求大爆发,其在台积电整体业绩的比重逐步增高,相关毛利率也逐步提升。魏哲家曾坦言,人工智能相关需求增加,预测未来五年内将以接近50%的年平均成长率增长,并占台积电营收约1成。“CoWoS的资本支出目前无法明确说明,因为每年都在努力增加,上次已提到2024年产能超过翻倍成长,我们非常努力地尽我所能地扩充产能。”
有分析师预计,台积电2024年先进封装营收可以超越70亿美元,挑战80亿美元。先进封装目前约占台积电营收的 7%~9%,预计未来五年该部门的增长将超过台积电的平均水平。
随着摩尔定律的逐渐消退,功耗成为了新的潮流,这使得台积电获得了大量CoWoS订单,英伟达、AMD、博通等重量级客户都在追加订单。由于订单需求量巨大,使得台积电不得不一方面加速扩产,以缓解现有的产能瓶颈,另一方面,携手封测伙伴共同合作完成订单。
目前,台积电CoWoS产能全部集中在中国台湾,共有五座先进封测厂,分别位于龙潭、竹科、竹南、中科、南科。此前,台积电规划将先进封装龙潭AP3厂部分InFO制程转至南科厂,将空出来的龙潭厂用来扩充CoWoS产能。
位于竹南的AP6在2023年6月正式启用,为台积电首座实现3D Fabric整合前段至后段制程以及测试的全自动化工厂,经过了一年的运营,已成为中国台湾最大的CoWoS封装基地。
台积电规划在南科嘉义建设2座CoWoS先进封装厂,主要以系统整合单芯片(SoIC)为主,原计划2028年量产。其中第一座P1厂已于2024年5月动工,不过在施工的过程中挖到了疑似遗址,现依据文资法进行相关处理,相关清理工作会在10月完成,台积电嘉科先进封装厂规划2025年第3季度装机不受影响。建设完成之后预计未来的封装产能将是台积电竹南先进封装厂的9倍,先进制程的晶圆代工、扇出型封装以及3D IC等产线都有可能会进驻。
台积电不仅在台湾扩产,还在全球范围内寻找合适的建厂地点,在日本和美国建设先进封装工厂。
2024年12月27日,日本熊本县知事木村敬在例行发布会上表示,台积电日本子公司JASM在熊本的晶圆厂已经启动量产工作。JASM的总裁Yuichi Horita表示,该座晶圆厂能提供与台积电在中国台湾生产线的相同质量。目前已经收到了来自索尼集团和电装公司的订单。已投产的工厂拥有22/28nm和12/16nm的产能,计划每月产量为55000片晶圆。第二座工厂目前正在规划中,计划2025年第一季度开始建设,2027年底开始运营,重点在于6/7nm工艺。全部建设完成之后,两座晶圆厂的月产能能够达到10万片12英寸晶圆,生产面向汽车、工业、消费和高性能计算相关领域的芯片。
在美国,台积电和芯片封装公司Amkor签署了一份谅解备忘录,将在美国亚利桑那州合作进行芯片生产、封装和测试。台积电位于亚利桑那州的前段晶圆制造厂与Amkor近在咫尺的后段封测厂之间的紧密合作将缩短整体产品的生产周期。
据悉,台积电先进封装产能在2022至2026年,年复合成长率达到50%以上。台积电营运、先进封装技术暨服务副总何军曾表示:“以往3至5年盖一个厂,现在已缩短到2年内就要盖好,以满足客户需求。”知情人士透露台积电向设备制造商提供了2026年的机台需求并下了订单。2025年的交货计划基本上已经排满了,现在正在敲定2026年的出货和安装计划。
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