人工智能(AI)芯片缺貨,英偉達H100和A100芯片均采用臺積電CoWoS先進封裝,但CoWoS產能受限待爬坡。法人分析,CoWoS封裝所需中介層因關鍵制程復雜、高精度設備交期拉長而供不應求,牽動CoWoS封裝調度及AI芯片出貨。
大語言模型訓練和推理生成式AI(Generative AI)應用,帶動高端AI服務器和高性能計算(HPC)數據中心市場,內置集成高帶寬內存(HBM)的通用繪圖處理器(GPGPU)供不應求,主要大廠英偉達(Nvidia)A100和H100繪圖芯片更是嚴重缺貨。
研調機構集邦科技(TrendForce)指出,AI及HPC芯片對先進封裝技術需求大,其中以臺積電的2.5D先進封裝CoWoS技術,是目前AI芯片主力采用者。
美系外資法人分析,英偉達是采用臺積電CoWoS封裝的最大客戶,例如英偉達H100繪圖芯片采用臺積電4納米先進制程,A100繪圖芯片采用臺積電7納米制程,均采用CoWoS技術,英偉達占臺積電CoWoS產能比重約40%至50%。
至于英偉達8月上旬推出的L40S繪圖芯片,未采用HBM內存,因此不會采用臺積電CoWoS封裝。
產業人士指出,通用繪圖處理器采用更高規格的高帶寬內存,需借由2.5D先進封裝技術將核心晶粒(die)集成在一起,而CoWoS封裝的前段芯片堆棧(Chip on Wafer)制程,主要在芯片廠內通過65納米制造并進行硅穿孔蝕刻等作業,之后再進行堆棧芯片封裝在載板上(Wafer on Substrate)。
不過臺積電CoWoS封裝產能吃緊,在7月下旬法人說明會,臺積電預估CoWoS產能將擴張1倍,但供不應求情況要到明年底才可緩解。臺積電7月下旬也宣布斥資近新臺幣900億元,在竹科轄下銅鑼科學園區設立先進封裝芯片廠,預計2026年底完成建廠,量產時間落在2027年第2季或第3季。
英偉達首席財務官克芮斯(Colette Kress)在8月24日在線上投資者會議透露,英偉達在CoWoS封裝的關鍵制程,已開發并認證其他供應商產能,預期未來數季供應可逐步爬升,英偉達持續與供應商合作增加產能。
美系外資法人集成AI芯片制造的供應鏈消息指出,CoWoS產能是AI芯片供應產生瓶頸的主要原因,亞系外資法人分析,CoWoS封裝產能吃緊,關鍵原因在中介層供不應求,因為中介層硅穿孔制程復雜,且產能擴展需要更多高精度設備,但交期拉長,既有設備也需要定期清洗檢查,硅穿孔制程時間拉長,因此牽動CoWoS封裝調度。
法人指出,除了臺積電,今年包括聯電和日月光投控旗下硅品精密,也逐步擴展CoWoS產能。
臺廠也積極布局2.5D先進封裝中介層,臺積電在4月下旬北美技術論壇透露,正在開發重布線層(RDL)中介層的CoWoS解決方案,可容納更多高帶寬內存堆棧;聯電在7月下旬說明會也表示,加速展開提供客戶所需的硅中介層技術及產能。
美系外資法人透露,臺積電正將部分硅中介層(CoWoS-S)產能轉移至有機中介層(CoWoS-R),以增加中介層供應。
日月光投控在7月下旬說明會也表示,正與芯片廠合作包括先進封裝中介層組件;IC設計服務廠創意去年7月指出,持續布局中介層布線專利,并支持臺積電的硅中介層及有機中介層技術。
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原文標題:AI芯片CoWoS封裝產能受限,中介層不足成關鍵
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