產業追蹤／AI浪潮 引爆先進封裝商機

臺積電的CoWoS先進封裝製程技術是目前AI晶片主要採用的先進封裝技術。 聯合報系資料照

人工智慧（AI）逐漸深入在人類生活層面。特別是2022年生成式AI橫空出世後，人類開始可藉由AI技術來生成近似真實的語音、文章、圖畫等應用資訊，讓AI愈來愈像人類，也讓AI相關技術與應用持續快速發展。

AI演算法的發展是AI發展中最核心的技術關鍵，透過AI演算法讓電腦學習建立模型後，電腦可根據輸入數據的模式和結構，依據環境資訊進行推論與自主判斷，然後產生與訓練數據的新內容。例如語音對話、資安防護、自動駕駛等應用，透過AI進行資料分析、模式辨識、預測和最佳化，提供更快速、更便捷、更切合需求的服務。

不論AI的學習與推論均需要半導體運算晶片支持，做爲運算核心的AI晶片目前主要有中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）、現場可程式化閘極陣列（FPGA）與特殊應用積體電路（ASIC）四種。在生成式AI風潮帶動下，全球對雲端及邊緣AI晶片均產生強烈需求。

隨着AI對算力需求持續攀升，AI晶片除透過先進製程演進，將AI晶片內的電晶體數量持續提升外，AI晶片設計者亦優化晶片架構，將晶片設計改成多層電路堆疊的立體電路架構，再透過封裝技術將網通、記憶體等不同的晶片搭配並進行整合，讓AI晶片的電晶體密度提升，且因晶片整合封裝後，訊號傳輸距離縮短，可降低訊號傳輸時的功耗，進而提高AI晶片效能。這種將多種晶片用水平或垂直整合方式的封裝技術即是先進封裝。

CoWoS懶人包

其中臺積電（2330）的CoWoS先進封裝製程技術是目前AI晶片主要採用的先進封裝技術，包括輝達（NVIDIA）B200與超微（AMD）MI325X等新興AI晶片均採用臺積電CoWoS先進封裝製程，將高速運算晶片與高頻寬記憶體（HBM）等晶片進行整合連接，滿足AI運算時所需要的高速數據交換以及低延遲、低耗能等高效性能需求。

全球對AI晶片強烈需求下，先進封裝需求亦被帶動發展，除臺積電外，包含晶圓代工業者聯電，IDM業者Samsung、Intel，以及封測業者日月光、Amkor、長電科技、力成等，均積極投入先進封裝研發與相關佈局。多家研調機構數據指出，先進封裝市場規模從2023年到2028年的年複合成長率將超過10%，且在2025年後先進封裝市場將超越傳統封裝市場，成爲封裝市場主流。

次世代通訊、自駕車等新興應用興起，這些高速運算與數據傳輸晶片亦需要先進封裝技術進行整合，也讓先進封裝產能更吃緊。如輝達、Broadcom與超微等大廠紛紛爭搶臺積電CoWoS產能，讓臺積電未來兩年內的先進封裝CoWoS產能被全數下訂。故臺積電自2023年起開始擴增CoWoS產能，且2024年與2025年將持續擴增。

英特爾、三星亦投入並擴增先進封裝產能，英特爾相繼推出EMIB 2.5D／3.5D、Foveros 3D等先進封裝技術。除在美國的封裝廠外，並在馬來西亞建置新廠，未來先進封裝產能將較2023年擴增四倍；三星已有NAND等記憶體的垂直堆疊以及矽穿孔（TSV）等先進封裝技術外，並應用既有半導體或顯示器產線進行改造，持續擴充先進封裝產線。

由於臺積電等先進封裝產能不足，促使輝達、超微、Apple等AI晶片大廠積極建立先進封裝供應商，吸引聯電、力積電等業者，以及日月光、Amkor、力成等封測業者的興趣，加大投資建置產能。

除傳統半導體業者，羣創等面板業者亦轉型投入先進封裝市場。與傳統顯示器市場相比，先進封裝市場帶來的附加價值更高，羣創將小世代面板廠進行活化，轉型成爲FOPLP封裝廠。由於AI運算需求持續提升，AI晶片的尺寸也成長，而玻璃基板尺寸遠大於晶圓尺寸，可提供更大的先進封裝產能及成本優勢。目前羣創南科3.5代廠將於2024年第4季量產，並準備啓動第二期擴產計劃，爲2025年擴充產能投入量產做好準備。

整體而言，AI晶片需求帶動下，先進封裝技術與重要性日漸提升，相關應用也更廣闊，晶圓廠與封測廠商紛紛投入資源，佈局相關技術與產能擴充，希望在先進封裝市場搶得一席之地。因此未來幾年先進封裝的產能將持續增長，以滿足AI晶片成長需求。（作者是資策會MIC資深產業分析師）