紐約時報26日報導,台灣的台積電承包幾乎所有先進晶片封裝,這原本是半導體業不起眼的一環,如今成為全球爭奪人工智慧(AI)主導地位的重大瓶頸。美國多年來挹注巨資扶植本土半導體製造,對台積電的依賴卻未見減輕。
台積電不只代工輝達等AI晶片,也承包了幾乎所有先進封裝,主要供應商和合作夥伴同樣集中在台灣。
曾任美國IBM技術專家、現任洛杉磯加州大學教授耶爾說,數十年來投入先進封裝研發。他原本協助規畫一座設在美國亞利桑那州、獲拜登政府撥款11億美元的封裝研發中心,但川普政府去年上台後實質終止該計畫;「結果是把孩子和洗澡水一起倒掉,使我們比以前更依賴台積電」。
英特爾前執行長基辛格也說,晶片製造後,封裝是最重要的環節,而美國封裝供應鏈恐更脆弱。
台積電目前在全球先進封裝市場占比大約九成五。專屬的CoWoS技術可將大型AI晶片和多組高頻寬記憶體整合在一起。美國輝達新款Rubin處理器便透過CoWoS,將兩顆大型AI晶片和八組高頻寬記憶體封裝在同一模組內。
不過,台積電亞利桑那州廠最快要後年或2029年才會導入CoWoS,目前當地生產的晶片仍必須送回台灣封裝。分析師估計,台積電CoWoS產能仍比需求少約三成。
台積電資深副總張曉強說,「我看到的只有需求不斷升高,這勢必會帶來許多限制」。
英特爾則爭取更多封裝客戶,應材也計畫和合作夥伴在矽谷興建50億元的研發設施。封裝業者艾克爾也在亞利桑那州興建首座工廠,投資規模可達70億元,未來可望替台積電承接部分封裝工作。
然而,美國目前只占全球晶片封裝產能約3%。業界認為,在AI需求持續成長下,先進封裝不只是成本和產能問題,也成為美國半導體供應鏈最難補上的缺口。
研究機構TechSearch International總裁瓦達曼說,一套先進晶片封裝成本可能高達500元;業界高層說,較簡單的封裝成本則接近40元。成本也依然高昂。
部分晶片新創公司刻意避開依賴CoWoS的設計,因為光設計所需的矽中介層,可能就要數月時間。
耶爾和業界高層表示,長期而言,產業需新的封裝概念。澳洲新創公司Syenta提出一項方案,即運用電化學技術,以較少製程打造超大型封裝,並將通訊頻寬提高最多20倍。
其他業者也正集結合作夥伴投入封裝研究。日本化學材料商力森諾科甫宣布,在美國矽谷附近成立由12家公司組成的封裝聯盟,並設置試產線。