CoWoS帶動相關生態系統發展 SEMICON Taiwan 2024應聚焦技術困境突破

2024年對於先進封裝或許可以說是討論度最高的一年，隨著CSP（雲端服務供應商）在資本支出的表現仍未有停下腳步的跡象下，NVIDIA在財會年度FY25Q2所發布的財報依舊相當出色的情況下，延續了整個先進封裝產業的討論熱潮。

AI伺服器需求火熱，CoWoS供不應求

事實上，先進封裝涵蓋的技術範圍相當廣，廣義來說，單就一般常見的處理器產品所用的覆晶封裝，就可被視為先進封裝技術的種類之一。但在眾多種類的先進封裝技術中，討論度最高的，莫過於CoWoS，連AMD執行長蘇姿丰都笑稱，台灣隨便一個人都可以說出CoWoS這樣的詞彙，這不難想見CoWoS的重要性在國內半導體產業已有舉足輕重的地位。日前甫上任的台積電董事長魏哲家在他上任後的首次法說會中，就坦承現有CoWoS的產能與市場需求仍有不小的差距，八月份董事會決議，核准資本預算約美金296億1,547萬元，其中就包含了先進封裝，這在在都顯示出先進封裝甚至是CoWoS對於台積電的重要性與日俱增。

CoWoS之所以重要的原因在於，現今AI伺服器與HPC（高性能運算）所需要用到的處理器、繪圖處理器與ASIC，多以CoWoS封裝加以處理，在該封裝中會整合已經完成堆疊的HBM（高頻寬記憶體）模組，再透過Interposer（矽中介層）與扮演運算角色的裸晶加以連結，使之成為高度整合的晶片模組，以適時扮演在資料中心場域的AI模型訓練與推論的角色。單以今年的COMPUTEX展場的重點多以AI伺服器系統來看，不難看出上下游供應鏈的連動關係與緊密度。

CoWoS發展漸趨成熟，生態系統已然成形

但更值得留意的，恐怕是以CoWoS為基礎而衍生出的生態系統。若進一步拆解CoWoS的製造流程，從邏輯晶片在先進製程的設計、HBM的堆疊、Interposer的量產，乃至於後段的封測過程，在這當中，也需要EDA軟體、先進製程設備、TSV技術、模擬軟體等各項工具的奧援方能完成，所以涉及的廠商與業者數量與範圍，其實高於其他先進封裝技術。

台積電推出CoWoS技術已有不短的時間，尤其是在NVIDIA與AMD等繪圖處理器大廠不斷推出AI專用的繪圖處理器產品，甚至是整合CPU的模組產品後，結合上述所提及的各項製造與供應商環結，才讓生態系統發展得以穩固茁壯，儘管NVIDIA與AMD在該領域的動態固然是一大重點，但其他供應鏈若無法跟上其腳步，CoWoS的發展也難以順利發展。

舉例來說，HBM廠商方面，台積電本就得益於與SK海力士的雙方長久合作關係，但過往也因為僅有SK海力士幾乎是處於獨佔地位的情況下，美光在這一兩年開始加緊腳步，在HBM3甚至是HBM4等技術打算取得主要客戶群的認證，同時不斷加大在台灣投資，而三星則是在台積電積極防守之下，不僅在先進製程本就已落後台積電，大多採用整合HBM的客戶多採用台積電製程下，三星的HBM也幾乎不得其門而入，而就此次的Semicon Taiwan 2024的演講陣容來看，SK海力士與三星皆罕見地派出重量級主管來台擔任此次展會演講貴賓，如無意外，其演講重點皆會放在新一代HBM技術藍圖的發展，足見台灣的CoWoS生態系統之重要性已經讓韓國半導體業者無法忽視。

CoWoS發展雖有成，然仍有技術挑戰尚待突破

另一方面，隨著HBM的頻率提升，加上邏輯晶片的算力也不斷增加，產業界的確也開始思考隨之而來的散熱、應力與結構等相關問題要如何克服？這就會進一步衍生出前述所提及的供應鏈與相關技術要如何在各項環節上可以再有所提升。以目前最為迫切的散熱問題而言，就極度需要EDA與模擬軟體業者的軟體方案，在協助客戶進行CoWoS的先期設計時，可以在散熱與性能上取得平衡，而進入實際量產階段，相關的材料能否因應高溫進而帶來的應力變化，也是必須留意的環節，所以可以預期的是，Semicon Taiwan 2024不論是技術展示或是研討會議題，應會探討相關的問題該如何解決。

歸納來看，CoWoS的高速成長，正在重塑半導體產業的競合關係。隨著AI伺服器與HPC應用需求大漲，台積電與其供應鏈合作夥伴在技術與市場上的雙重突破，為先進封裝技術的成熟提供了堅實的基礎。儘管面臨來自三星的競爭壓力，台灣的CoWoS生態系統仍以其強大的整合能力與市場影響力，占據著主導地位，這也迫使三星必須試圖與台灣供應鏈合作。然而，隨著技術進步，產業界需要持續解決散熱、應力等技術挑戰，以確保CoWoS技術在未來能夠穩健發展，並繼續引領全球半導體產業的進步。