CoWoS产能赶不上GPU缺口

CoWoS世代中HBM安装数量暨面积

全球四大CSP(云端服务供应商)微软、Google、亚马逊及META持续扩张AI建置,今年资本支出合计上看1,700亿美元(逾新台币5.4兆元)规模。法人指出,受惠AI晶片需求涌出,但在矽中介层的面积增加,12吋晶圆切出的数量减少,将使台积电旗下CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)产能将持续供不应求。

辉达(NVIDIA)GPU占全球八成的市占率,研调机构指出,预估至2024年底,台积电CoWoS产能月产能上看4万片左右,明年底再翻倍;不过,随着辉达发布B100和B200,单一晶片所使用中介层面积将较原本更大,代表从12吋晶圆上可获得的中介层数量将进一步减少,CoWoS产能依旧紧追GPU需求。

半导体业者指出,从2011年以来CoWoS迭代透露端倪,每一代的矽中介层持续成长,随着中介层面积的增加,可以从12吋晶圆获得的中介层数量减少;此外,安装的HBM数量以倍数在增加,并且HBM标准也持续提升。相关业者透露,该数量仅是将12吋晶圆的面积除以中介层的面积所得到的值,因此实际数量要更少。

另外,在CoWoS中,GPU周围放置多个HBM(高频宽记忆体),HBM也被认为是瓶颈之一。

相关业者表示HBM也是一大难题,采用EUV层数开始逐步增加,以HBM市占率第一的SK海力士为例,该公司于1α生产时应用单层EUV,今年开始转向1β,并有可能将EUV应用提升3~4倍。

除技术难度提升外,随着HBM历次迭代,HBM中的DRAM数量也同步提升,堆叠于HBM2中的DRAM数量为4~8个,HBM3/3E则增加到8~12个,HBM4中堆叠的DRAM数量将增加到16个。

在双重瓶颈之下,短期之内仍难以克服。而竞争对手也相继提出解方,如英特尔以矩形玻璃基板,取代12吋晶圆中介层,然而准备工作,也需要时间和研发投入,有待业者突破。