產業追蹤／AI浪潮 引爆先進封裝商機

台积电的CoWoS先进封装制程技术是目前AI晶片主要采用的先进封装技术。 联合报系资料照

人工智慧（AI）逐渐深入在人类生活层面。特别是2022年生成式AI横空出世后，人类开始可借由AI技术来生成近似真实的语音、文章、图画等应用资讯，让AI愈来愈像人类，也让AI相关技术与应用持续快速发展。

AI演算法的发展是AI发展中最核心的技术关键，透过AI演算法让电脑学习建立模型后，电脑可根据输入数据的模式和结构，依据环境资讯进行推论与自主判断，然后产生与训练数据的新内容。例如语音对话、资安防护、自动驾驶等应用，透过AI进行资料分析、模式辨识、预测和最佳化，提供更快速、更便捷、更切合需求的服务。

不论AI的学习与推论均需要半导体运算晶片支持，做为运算核心的AI晶片目前主要有中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、现场可程式化闸极阵列（FPGA）与特殊应用积体电路（ASIC）四种。在生成式AI风潮带动下，全球对云端及边缘AI晶片均产生强烈需求。

随着AI对算力需求持续攀升，AI晶片除透过先进制程演进，将AI晶片内的电晶体数量持续提升外，AI晶片设计者亦优化晶片架构，将晶片设计改成多层电路堆叠的立体电路架构，再透过封装技术将网通、记忆体等不同的晶片搭配并进行整合，让AI晶片的电晶体密度提升，且因晶片整合封装后，讯号传输距离缩短，可降低讯号传输时的功耗，进而提高AI晶片效能。这种将多种晶片用水平或垂直整合方式的封装技术即是先进封装。

CoWoS懒人包

其中台积电（2330）的CoWoS先进封装制程技术是目前AI晶片主要采用的先进封装技术，包括辉达（NVIDIA）B200与超微（AMD）MI325X等新兴AI晶片均采用台积电CoWoS先进封装制程，将高速运算晶片与高频宽记忆体（HBM）等晶片进行整合连接，满足AI运算时所需要的高速数据交换以及低延迟、低耗能等高效性能需求。

全球对AI晶片强烈需求下，先进封装需求亦被带动发展，除台积电外，包含晶圆代工业者联电，IDM业者Samsung、Intel，以及封测业者日月光、Amkor、长电科技、力成等，均积极投入先进封装研发与相关布局。多家研调机构数据指出，先进封装市场规模从2023年到2028年的年复合成长率将超过10%，且在2025年后先进封装市场将超越传统封装市场，成为封装市场主流。

次世代通讯、自驾车等新兴应用兴起，这些高速运算与数据传输晶片亦需要先进封装技术进行整合，也让先进封装产能更吃紧。如辉达、Broadcom与超微等大厂纷纷争抢台积电CoWoS产能，让台积电未来两年内的先进封装CoWoS产能被全数下订。故台积电自2023年起开始扩增CoWoS产能，且2024年与2025年将持续扩增。

英特尔、三星亦投入并扩增先进封装产能，英特尔相继推出EMIB 2.5D／3.5D、Foveros 3D等先进封装技术。除在美国的封装厂外，并在马来西亚建置新厂，未来先进封装产能将较2023年扩增四倍；三星已有NAND等记忆体的垂直堆叠以及矽穿孔（TSV）等先进封装技术外，并应用既有半导体或显示器产线进行改造，持续扩充先进封装产线。

由于台积电等先进封装产能不足，促使辉达、超微、Apple等AI晶片大厂积极建立先进封装供应商，吸引联电、力积电等业者，以及日月光、Amkor、力成等封测业者的兴趣，加大投资建置产能。

除传统半导体业者，群创等面板业者亦转型投入先进封装市场。与传统显示器市场相比，先进封装市场带来的附加价值更高，群创将小世代面板厂进行活化，转型成为FOPLP封装厂。由于AI运算需求持续提升，AI晶片的尺寸也成长，而玻璃基板尺寸远大于晶圆尺寸，可提供更大的先进封装产能及成本优势。目前群创南科3.5代厂将于2024年第4季量产，并准备启动第二期扩产计划，为2025年扩充产能投入量产做好准备。

整体而言，AI晶片需求带动下，先进封装技术与重要性日渐提升，相关应用也更广阔，晶圆厂与封测厂商纷纷投入资源，布局相关技术与产能扩充，希望在先进封装市场抢得一席之地。因此未来几年先进封装的产能将持续增长，以满足AI晶片成长需求。（作者是资策会MIC资深产业分析师）