台积电北美封装解决方案主管：先进封装仍是瓶颈！

随着AI算力需求暴增，半导体产业中一个关键环节——先进封装，正成为全球科技供应链的下一个瓶颈。 所有高端AI芯片都需要经过精密封装，才能把计算芯片与高带宽内存（HBM）整合成最终可用产品。 然而，目前全球绝大多数的先进封装产能仍集中在中国台湾等亚洲地区，美国本土尚未建立完整能力。

目前即使尖端制程芯片已在美国亚利桑那州先进晶圆厂完成制造，台积电仍需要将100%的芯片送回中国台湾进行封装，之后才能交付客户。 美国财经媒体CNBC近日在报导中指出，这种“美制芯片仍需出口封装”的现象，凸显先进封装对AI产业的重要性，也暴露出美国半导体供应链的脆弱环节。

台积电北美封装解决方案主管Paul Rousseau近日罕见接受CNBC专访，透露了台积电美国晶圆厂需求正大幅增长，并解析先进封装如何成为延续摩尔定律的新途径。

为何美制芯片仍回台

目前台积电虽已在亚利桑那州凤凰城设有先进晶圆厂，但从当地生产出来的芯片，仍必须送回台湾封装，原因在于先进封装产能仍高度集中在台湾。

台积电已规划在亚利桑那州兴建2座先进封装厂，但尚未公布完工时间。 在此之前，美国制芯片仍得在美国完成制造后，再送回台湾进行后段封装，之后才能交付客户。

TechSearch International首席封装研究员Jan Vardaman指出，如果能直接在亚利桑那州晶圆厂旁完成封装，客户一定会更满意，因为不必再让芯片往返美国与亚洲，可大幅缩短交货时间。

除了时间成本，来回运输也增加供应链压力。 当AI芯片需求持续增加，任何一个后段流程塞车，都可能拖慢整体出货。

英伟达包产能导致市场吃紧

台积电目前最先进、已量产的封装技术，是CoWoS。 Paul Rousseau表示，相关需求正在快速升高，CoWoS的复合年成长率已达80%。

目前英伟达已预订台积电大部分CoWoS产能，也让市场变得格外紧绷。 由于订单过满，台积电甚至将部分较简单的封装流程，委由日月光与艾克尔（Amkor）等厂商协助处理。

身为全球最大半导体封装与测试代工厂，日月光预估其先进封装业务在2026年将翻倍成长，并已在台湾扩建新厂。 台积电也同步在台湾与亚利桑那州各扩建2座新封装厂，希望逐步缓解产能不足。

CoWoS为何变关键

过去数十年，单一芯片会先从一片晶圆中切割出来，再封装进系统中。 但AI出现后，芯片复杂度大幅提高，更先进的封装方法应运而生。

如今，多颗晶粒会被整合成一颗更大的芯片，例如将逻辑芯片与高带宽记忆体一起封装，最终形成GPU。 先进封装的作用，就是把这些晶粒连接起来，并让它们能与整个系统互相传递数据。

Paul Rousseau表示，CoWoS「实际上是摩尔定律向3D方向的自然延伸。」当单一芯片内已无法再塞进更多晶体管，业界只能透过更复杂的封装方式，继续提升运算能力。

CoWoS属于2.5D封装，对这类芯片而言，会多出一层称为中间层（interposer）的高密度导线层，让高带宽内存能直接安装在芯片周围，缩短传输距离，几乎消除所谓「内存墙」的瓶颈。

英特尔积极开拓先进封装市场

虽然台积电在封装产能上领先，但英特尔的技术并不落后。 英特尔目前主要使用EMIB技术，概念与CoWoS相近，但以硅桥取代interposer。

英特尔目前已取得亚马逊与思科等封装客户，并在新墨西哥州、奥勒冈州与亚利桑那州布局先进封装产能。 马斯克近日也宣布，将由英特尔为SpaceX、xAI与特斯拉规划中的Terafab工厂提供定制芯片制造与封装。

产业下一步则已从2.5D迈向3D封装。 英特尔称其技术为Foveros Direct，台积电则称为SoIC。 Paul Rousseau解释，过去芯片是并排放置，现在则是上下堆叠，让多颗芯片几乎像单一芯片般运作，进一步提升效能。 不过他透露，采用SoIC技术的产品仍需数年才会推出。

DRAM大厂如三星、SK海力士及美光，也积极布局3D封装，并探索用铜垫替代传统凸点的混合键合技术，以进一步缩短路径、降低功耗。

随着AI军备竞赛白热化，掌握先进封装的业者将在未来算力市场取得先机。 从2D封装到2.5D CoWoS，再迈向3D SoIC与Foveros Direct，先进封装已成为决定AI芯片性能与供应链稳定性的关键。

编辑：芯智讯-林子