CoWoS，是一門好生意

積電正在考慮漲價(jià)。

漲價(jià)的對象除了 3nm 先進(jìn)工藝，還有 CoWoS 先進(jìn)封裝。明年 3nm 漲約 5%，而CoWoS 則高漲 10%～20%。

「不是 AI 芯片短缺，而是我們的 CoWoS 產(chǎn)能短缺?！惯@是臺積電劉德音在接受采訪時(shí)的回答。這項(xiàng)臺積電默默培育十多年的技術(shù)，成為全球矚目的焦點(diǎn)。

CoWoS 的巨大需求

憑借著 CoWoS 臺積電幾乎要成為全球最大的封裝廠了。

先進(jìn)封裝占臺積電整體業(yè)績的比重逐步增高，相關(guān)毛利率也逐步提升。有分析師預(yù)計(jì)，臺積電今年先進(jìn)封裝營收可以超越 70 億美元，挑戰(zhàn) 80 億美元。先進(jìn)封裝目前約占臺積電營收的 7%～9%，預(yù)計(jì)未來五年該部門的增長將超過臺積電的平均水平。

這與臺積電 CoWoS 封裝技術(shù)不無關(guān)系。不少 AI 芯片都需要采用 CoWoS 的封裝技術(shù)。

我們可以看下 CoWoS 的市場需求。打頭陣的是英偉達(dá)，英偉達(dá)占整體供應(yīng)量比重超過 50%。之前的 A100 和 H100 等用的都是 CoWoS 封裝。之后的 Blackwell Ultra 產(chǎn)品，也是使用的臺積電 CoWoS 封裝工藝。而到了明年，英偉達(dá)將會(huì)推廣采用 CoWoS-L 技術(shù)的 B300 和 GB300 系列。

AMD 的 MI300 用的是臺積電 SoIC（3D）和 CoWoS（2.5D）兩種封裝技術(shù)。此外，博通、微軟、亞馬遜、谷歌對于 CoWoS 的也有一定的需求。據(jù)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，AMD 和博通對 CoWoS 產(chǎn)能需求，合計(jì)的占比超過 27.7%。

目前，AI 芯片雖然沒有采用最先進(jìn)的制造工藝，但高度依賴先進(jìn)的封裝技術(shù)。全球半導(dǎo)體公司能否從臺積電獲得更先進(jìn)的封裝產(chǎn)能，將決定其市場滲透率和控制力。

因此有消息稱，英偉達(dá)為了獲得更多 CoWoS 產(chǎn)能，甚至表示愿意漲價(jià)，從而拉開與競爭對手的距離。不過這一消息也不算空穴來風(fēng)，因?yàn)辄S仁勛真的在公開場合強(qiáng)調(diào)：「臺積電不只是生產(chǎn)晶圓，還處理著眾多供應(yīng)鏈問題。」他也認(rèn)同目前定價(jià)過低，支持臺積電漲價(jià)的舉措。

從目前的 CoWoS 需求來看，即使到了明年，英偉達(dá) 50% 占比仍然不會(huì)變，而 AMD 在臺積電的 CoWoS 封裝訂單量將小幅增加。據(jù)預(yù)估，英偉達(dá)對 CoWoS-L 工藝的需求可能會(huì)從 2024 年的 3.2 萬片晶圓大幅增加至 2025 年的 38 萬片晶圓，同比增長 1018%。

如此巨大的 CoWoS 需求，使得臺積電頻頻提及擴(kuò)產(chǎn)。

CoWoS 怎么走到這一步？

CoWoS 并非一飛沖天，而是默默前行。

先進(jìn)封裝不是一個(gè)新概念，追溯歷史，2000 年是先進(jìn)封裝的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從這一年開始，封裝從傳統(tǒng)的引線接合、倒裝芯片方式，轉(zhuǎn)向「晶圓級封裝」。

早在 2008 年，臺積電便成立集成互連與封裝技術(shù)整合部門（IIPD）入局先進(jìn)封裝。

當(dāng)時(shí)的臺積電在金融危機(jī)的影響下，陷入了經(jīng)營虧損。內(nèi)憂外患下，張忠謀重新出山執(zhí)掌臺積電，同時(shí)請回已經(jīng)退休的蔣尚義掌舵研發(fā)，開發(fā)先進(jìn)封裝技術(shù)進(jìn)行差異化競爭。據(jù)蔣尚義回憶，最初提出先進(jìn)封裝而被公司（臺積電）內(nèi)部視為「笑話」。

2011 年，臺積電開發(fā)出了第一代 CoWoS 封裝技術(shù)，這是最初的起源。當(dāng)時(shí)，CoWoS 使用硅（Si）襯底作為中間襯底（中介層），將多個(gè)芯片集成在一個(gè)封裝體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了更高的互連密度和更好的性能。

來源：臺積電 CoWoS 紀(jì)事表

此時(shí)，人們對于 CoWoS 還是缺乏興趣。第一個(gè)愿意采用成本高昂 CoWoS 技術(shù)的公司還是華為。臺積電 CoWoS 的記事表中顯示，在 2014 年海思 Hi1616 芯片采用了 CoWoS 工藝。

之后，CoWoS 封裝不斷改進(jìn)發(fā)展?，F(xiàn)在 CoWoS 是一種 2.5D 的整合生產(chǎn)技術(shù)，由 CoW 和 WoS 組合而來：CoW 就是將芯片堆疊在晶圓上（Chip-on-Wafer），而 WoS 就是基板上的晶圓（Wafer-on-Substrate），整合成 CoWoS。

據(jù)不同的中介層，臺積電將 CoWoS 封裝技術(shù)分為了三類：第一類，CoWoS-S，使用 Si 襯底作為中介層；第二類 CoWoS-R，使用重新布線層（RDL）作為中介層；第三類 CoWoS-L，使用小芯片（Chiplet）和 RDL 作為中介層。

在最新的演講中，臺積電高效能封裝整合處處長侯上勇表示，作為能滿足所有條件的最佳解決方案，臺積電的先進(jìn)封裝重點(diǎn)會(huì)從 CoWoS-S 逐步轉(zhuǎn)移至 CoWoS-L，并稱 CoWoS-L 是未來藍(lán)圖關(guān)鍵技術(shù)。

侯上勇認(rèn)為，由于頂部晶片（Top Die）成本非常高，CoWoS-L 是比 CoWoS-R、CoWoS-S 更能滿足所有條件的最佳解決方案，且因?yàn)榫哂徐`活性，可在其中介層實(shí)現(xiàn)異質(zhì)整合，會(huì)有其專精的尺寸與功能。CoWoS-L 可兼容于各式各樣的高效能頂級芯片，例如先進(jìn)邏輯、SoIC 和 HBM。

都在眼饞 CoWoS 產(chǎn)能

臺積電「吃肉」

臺積電 CoWoS 產(chǎn)能全部在中國臺灣，共有五座先進(jìn)封測廠，分別位于龍?zhí)丁⒅窨?、竹南、中科、南科?/span>

南科嘉義園區(qū)第一座 P1 廠已于 5 月動(dòng)工，不過在施工的過程中挖到了疑似遺址，現(xiàn)依據(jù)文資法進(jìn)行相關(guān)處理。官方的回答是相關(guān)清理工作會(huì)在今年 10 月完成，臺積電嘉科先進(jìn)封裝廠規(guī)劃明年第 3 季裝機(jī)不受影響。根據(jù)先前規(guī)劃，臺積電會(huì)在嘉義建設(shè) 2 座 CoWoS 先進(jìn)封裝廠，原計(jì)劃 2028 年量產(chǎn)。

竹南先進(jìn)封裝廠（AP6）已經(jīng)在 2023 年 6 月正式啟用，經(jīng)過了一年的運(yùn)營，隨著設(shè)備移至 AP6C 廠，已成為臺積電最大的 CoWoS 基地，第三季 CoWoS 月產(chǎn)能翻倍，由 1.7 萬片增至 3.3 萬片。

除了竹南廠區(qū) AP6C 外，原本僅承接 OS 后期制程的中科廠區(qū)也將逐步轉(zhuǎn)為 CoW 制程，而嘉義廠區(qū)則正處于土地整備階段，預(yù)計(jì)進(jìn)度將比銅鑼廠更快。

三季度，臺積電還新增了 CoWoS 相關(guān)機(jī)臺，并已要求設(shè)備廠商增派工程師，以充實(shí)龍?zhí)?AP3 廠、中部科學(xué)園區(qū) AP5 廠的產(chǎn)能。

在財(cái)報(bào)會(huì)議上，臺積電已經(jīng)明確表示了，其 CoWoS 產(chǎn)能會(huì)在 2024 年和 2025 年每年翻一番，但需求仍將超過供應(yīng)。

現(xiàn)在，臺積電先進(jìn)封裝產(chǎn)能在 2022 至 2026 年，年復(fù)合成長率達(dá)到 50％以上。臺積電營運(yùn)、先進(jìn)封裝技術(shù)暨服務(wù)副總何軍表示：「以往 3 至 5 年蓋一個(gè)廠，現(xiàn)在已縮短到 2 年內(nèi)就要蓋好，以滿足客戶需求?！?/span>

不過，臺積電的 CoWoS 具體的產(chǎn)能在財(cái)報(bào)中并沒有披露。

何軍曾在秀出簡報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)，幽默提到：「現(xiàn)在簡報(bào)都不敢放（先進(jìn)封裝產(chǎn)能）數(shù)字，因?yàn)榭腿硕家恢闭f（產(chǎn)能）不夠，所以干脆不放具體數(shù)字了」。

目前臺積電的 CoWoS 多是機(jī)構(gòu)預(yù)測。具體來看，投行評估，到今年底，臺積電 CoWoS 月產(chǎn)能可超過 3.2 萬片，到 2025 年底月產(chǎn)能約在 7 萬片上下。Digitiems 預(yù)測，到 2025 年第四季度末，臺積電的月產(chǎn)能預(yù)計(jì)將增至 6.5 萬片以上 12 英寸晶圓當(dāng)量?；ㄆ熳C券預(yù)估，臺積電今年底的 CoWoS 產(chǎn)能為每月 3 萬～4 萬片，在買下群創(chuàng)南科四廠之后，到 2025 年底的 CoWoS 產(chǎn)能從 6 萬～7 萬片上調(diào)到每月 9 萬～10 萬片。

業(yè)內(nèi)人士表示，臺積電向設(shè)備制造商提供了 2026 年的機(jī)臺需求并下了訂單。明年的交貨計(jì)劃基本上已經(jīng)排滿了，目前臺積電正在與設(shè)備供應(yīng)商合作，敲定 2026 年的出貨和安裝計(jì)劃。

日月光「喝湯」

作為真正的全球的第一大封測廠商，日月光接到了臺積電溢出的 CoWoS 需求。

日月光也掌握了先進(jìn)封裝技術(shù)，成為臺積電解決 CoWoS 封裝產(chǎn)能緊張的最佳伙伴。其中，在 CoWoS-S 先進(jìn)封裝后段制程中，更是與臺積電密切合作。

業(yè)內(nèi)人士分析，到 2025 年，臺積電在 CoWoS-S 后段的 oS 封裝制程，可能外包其中 40% 至 50% 比重給日月光投控，可增加相關(guān)業(yè)績規(guī)模約 1.5 億美元至 2 億美元。

為了 CoWoS 的生意，日月光最近開出了大筆的支出。

10 月份，日月光斥資近 200 億新臺幣（約為 44.56 億人民幣）購買廠務(wù)與設(shè)備。今年下半年日月光累計(jì)投資超過了 470 億新臺幣（約為 104.72 億人民幣），全年資本支出相對預(yù)測增加 30 億美元。這么來推算的話，明年日月光的資本支持有望接近 40 億美元。對于自身的斥資，日月光表示：「好戲在后頭?！?/span>

日月光的豪擲巨資主要用來購買，CoW 所需的成熟制程曝光機(jī)設(shè)備機(jī)臺，加上旗下矽品彰化二林廠及中科廠等據(jù)點(diǎn)都開始擴(kuò)增無塵室及進(jìn)駐設(shè)備機(jī)臺。

要知道，日月光旗下矽品前段時(shí)間宣布，投資新臺幣 4.19 億元，取得中科彰化二林園區(qū)土地使用權(quán)，擴(kuò)充 CoWoS 先進(jìn)封裝。同時(shí)，矽品也進(jìn)一步投資 37.02 億元，向明徽能源取得云林斗六廠房土地，也是擴(kuò)大 CoWoS 先進(jìn)封裝產(chǎn)能。

不止如此，日月光在 10 月上旬宣布，高雄市大社區(qū) K28 廠預(yù)計(jì) 2026 年完工，主要目的就是要擴(kuò)充 CoWoS 先進(jìn)封測產(chǎn)能。

安靠「啃骨頭」

一個(gè)月前，安靠和臺積電一起宣布，雙方已簽署諒解備忘錄，將攜手合作為亞利桑那州引入先進(jìn)封裝與測試能力，進(jìn)一步拓展該地區(qū)的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)。

按照協(xié)議，臺積電在亞利桑那州皮奧里亞計(jì)劃建的工廠，會(huì)和 Amkor 簽一個(gè)一站式的先進(jìn)封裝和測試服務(wù)合同。臺積電會(huì)靠這些服務(wù)好好地支持自家客戶，特別是那些用 臺積電在鳳凰城先進(jìn)晶圓制造設(shè)備的客戶。其中，涉及到的封裝技術(shù)包括臺積電的集成扇出型技術(shù)（InFO）和基板上晶圓上芯片技術(shù)（CoWoS）。

實(shí)際上，臺積電在亞利桑那州規(guī)劃 3 座廠的先進(jìn)晶圓制程，結(jié)合安靠的先進(jìn)封裝產(chǎn)線，有助提升臺積電當(dāng)?shù)貜S區(qū)的附加價(jià)值，也可穩(wěn)定接單。

結(jié)語

臺積電吃肉、日月光喝湯、安靠啃骨頭。

根據(jù) Yole 最新發(fā)布的《2024 年先進(jìn)封裝狀況》報(bào)告，預(yù)計(jì) 2023—2029 年先進(jìn)封裝市場的復(fù)合年增長率將達(dá)到 11%，市場規(guī)模將擴(kuò)大至 695 億美元。

DIGITIMES Research 稱，受云端 AI 加速器需求旺盛推動(dòng)，2025 年全球?qū)?CoWoS 及類似封裝產(chǎn)能的需求或?qū)⒃鲩L 113%。

從當(dāng)下的需求來看，明年的 CoWoS 封裝，也還是一門好生意。