台積電將在嘉義科學園區設2座CoWoS先進封裝廠，首座CoWoS廠預計5月動工，2028年量產。

什麼是CoWoS封裝？為什麼人工智慧（AI）晶片大廠輝達（Nvidia）和超微（AMD），爭相採用台積電的CoWoS封裝？有哪些廠商參與競爭？未來產能規劃？關鍵整理一次看。

什麼是「先進封裝」？先進封裝有哪些技術？

不同功能的晶片處理器、記憶體和關鍵元件加速整合，體積更微型化，性能要求更高，使得晶圓製造技術更複雜。為突破半導體製造的物理侷限，小晶片技術（Chiplet）冒出頭，可因應晶片高度整合且微型化的設計需求。

「先進封裝技術」在晶片微縮製程中，扮演關鍵角色，能提高晶片運算速度、降低功耗，並加速晶片傳輸速度。

先進封裝技術涵蓋：

  • 晶圓級扇入扇出型（Fan-out/Fan in）封裝。
  • 內埋式封裝。覆晶組裝（Flip-Chip assembly）。
  • 2.5D/3D晶片堆疊封裝。

台積電積極布局3D晶片製造與封裝，包辦3D晶片製造和封裝製程一條龍，包括：

  • 前段3D製程：SoIC半導體製程整合
  • 後段3D製程：CoWoS及InFO等封裝

CoWoS封裝是什麼？

CoWoS是台積電3D晶片製程後段封裝的一項技術，主要可分為2大部分：

  1. CoW（Chip-on-Wafer）晶片堆疊製程：主要在晶圓廠內透過65奈米製造，並進行矽穿孔蝕刻等作業，包括中介層（interposer）處理，以及把晶片連結至中介層。
  2. WoS（Wafer-on-Substrate）製程：將晶片堆疊封裝在基板上，包括在基板上切割與封裝。

為什麼台積電要擴充CoWoS封裝產能？

生成式人工智慧（Generative AI）應用，帶動高階AI伺服器需求。AI晶片是AI伺服器運算的關鍵大腦，輝達和超微是主導AI晶片設計的2大廠商，不僅都在台積電下單投片，也都採用台積電的CoWoS先進封裝，這使得台積電CoWoS產線供不應求，促使台積電積極擴充產能。

產業人士指出，CoWoS封裝所需中介層材料，因高精度設備不足和關鍵製程複雜，使得中介層材料供不應求，也牽動CoWoS封裝排程及AI晶片出貨。

台積電未來擴充CoWoS產能的計劃是什麼？

台積電總裁魏哲家在1月中旬法人說明會中表示，AI晶片先進封裝需求持續強勁，供不應求狀況可能延續到2025年，今年先進封裝產能持續規劃倍增，2025年持續擴充先進封裝產能。

魏哲家說，台積電布局先進封裝技術已超過10年，預估包括CoWoS、3D IC、SoIC等先進封裝，未來數年年複合成長率至少可超過50%，台積電持續研發下一代CoWoS先進封裝技術。

行政院副院長鄭文燦3月18日在嘉義縣政府宣布，台積電將在嘉義科學園區設2座CoWoS先進封裝廠，首座CoWoS廠預計5月動工、2028年量產。台積電也證實，進駐嘉義科學園區設先進封裝廠，因應市場對半導體先進封裝產能強勁需求。

還有哪些台灣廠商布局CoWoS和其他先進封裝？

由於台積電CoWoS產能供不應求，產業人士透露，輝達已向封測廠增援先進封裝產能。其中，艾克爾（Amkor）2023年第4季起逐步提供，日月光投控旗下矽品今年第1季也開始加入。

日月光投控2024年資本支出規模，較去年大增40%至50%。65%用於封裝、特別是先進封裝項目。日月光投控預期，今年在先進封裝與測試營收占比更高，AI相關高階先進封裝收入將翻倍，今年相關營收增加至少2.5億美元。

半導體封測廠力成也擴大先進封裝產能，有別於CoWoS架構。力成主要布局扇出型基板封裝（fan out on substrate）技術，整合特殊應用晶片（ASIC）和高頻寬記憶體（HBM）先進封裝架構。

晶圓測試廠京元電因應CoWoS先進封裝後的晶圓測試需求，今年相關晶圓測試產能將擴充超過2倍，預估今年AI相關業績占京元電整體業績比重可到10%。

全球先進封裝市場和主要大廠現況為何？

包括台積電、美國英特爾（Intel）、韓國三星（Samsung）等整合元件製造廠（IDM），以及半導體後段專業封測委外代工（OSAT），如台灣日月光投控、艾克爾（Amkor）、中國江蘇長電等，布局2.5D先進封裝，這6家廠商囊括全球超過80%的先進封裝晶圓產能。

此外，日本索尼（Sony）、力成、美國德州儀器（TI）、韓國SK海力士（SK Hynix）、聯電等，也布局先進封裝產能。

台積電未來在CoWoS月產能規劃為何？

產業人士分析，去（2023）年7月到去年底，台積電積極調整CoWoS先進封裝產能，已逐步擴充並穩定量產。

去年12月台積電CoWoS月產能增加到1.4萬片至1.5萬片，預估到今（2024）年第4季，台積電CoWoS月產能將大幅擴充到3.3萬片至3.5萬片。

責任編輯：倪旻勤