AI大勢之下，高性能AI芯片需求緊俏，與之相關(guān)的CoWoS先進封裝產(chǎn)能告急，AI芯片大廠加速生產(chǎn)的同時，也在積極尋求其他先進封裝技術(shù)，以緩解AI芯片供應(yīng)不足的難題。


CoWoS產(chǎn)能吃緊

今年3月AI芯片大廠英偉達發(fā)布了平臺Blackwell，包括B系列GPU及整合NVIDIA自家Grace Arm CPU的GB200等。

與前一代GH200相比，GB200性能與功耗均大幅升級，因而備受關(guān)注，未來需求有望持續(xù)增長。

全球市場研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢今年4月調(diào)查顯示，供應(yīng)鏈對NVIDIA GB200寄予厚望，預(yù)估2025年出貨量有機會突破百萬顆，占NVIDIA高端GPU近4~5成。

臺積電CoWoS產(chǎn)能也將同步成長，集邦咨詢表示，英偉達B系列包含GB200、B100、B200等將耗費更多CoWoS產(chǎn)能，臺積電（TSMC）亦提升2024全年CoWoS產(chǎn)能需求，預(yù)估至年底每月產(chǎn)能將逼近40k，相較2023年總產(chǎn)能提升逾150%；2025年規(guī)劃總產(chǎn)能有機會幾近倍增，其中英偉達需求占比將逾半數(shù)。

不過，業(yè)界指出，AI爆發(fā)式發(fā)展浪潮下，CoWoS當(dāng)前仍難以滿足高性能AI芯片需求，主要問題在于芯片變大以及HBM堆疊。

英偉達B200、B100等產(chǎn)品使芯片中間層面積（interposer area）變大，這意味著12英寸晶圓能切割出的芯片數(shù)量減少，CoWoS難于滿足AI芯片需求；同時隨著HBM不斷迭代，HBM涵蓋的DRAM數(shù)量同步上升，這對CoWoS封裝而言也是一大挑戰(zhàn)。


FOPLP成重要替補

據(jù)海外媒體稱，為緩解CoWoS先進封裝產(chǎn)能吃緊問題，英偉達正規(guī)劃將其GB200提早導(dǎo)入扇出面板級封裝（FOPLP），從原訂2026年提前到2025年。

報道稱，機構(gòu)最新報告也證實相關(guān)消息，并點出英偉達GB200供應(yīng)鏈已啟動，目前正在設(shè)計微調(diào)和測試階段；從CoWoS先進封裝產(chǎn)能研判，今年下半年估計將有42萬顆GB200送至下游市場，明年產(chǎn)出量上看150萬至200萬顆。

整體來看，在CoWoS產(chǎn)能供不應(yīng)求的趨勢下，業(yè)界預(yù)期同樣是先進封裝的扇出面板級封裝，有望成為紓解AI芯片供應(yīng)的利器。

扇出面板級封裝具備多項優(yōu)勢，可容納更多的I／O數(shù)、效能更強大、節(jié)省電力消耗。

值得注意的是，扇出面板級封裝可使用玻璃基板/PCB基板/封膠基板。


玻璃基板或成未來先進封裝重要賽道

早在2023年9月，英偉達就曾宣布計劃在2026年至2030年投入對用于下一代先進封裝的玻璃基板的量產(chǎn)，以實現(xiàn)單一封裝內(nèi)晶體管數(shù)量的增加，并推動摩爾定律的持續(xù)發(fā)展。公司還透露，已在亞利桑那州的工廠投資10億美元，建立玻璃基板的研發(fā)和供應(yīng)鏈設(shè)施。

此外，英特爾、三星、AMD、蘋果等大廠也紛紛表示將采用或研究玻璃基板芯片封裝技術(shù)，多家公司公開其在TGV（玻璃通孔技術(shù)）領(lǐng)域的技術(shù)進展。例如，帝爾激光宣布其TGV激光微孔設(shè)備已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)，同時IGBT激光退火設(shè)備和晶圓激光隱切設(shè)備正在開發(fā)中；五方光電的TGV玻璃通孔項目正在進行樣品測試和量產(chǎn)線調(diào)試；沃格光電宣稱擁有TGV載板的核心工藝技術(shù)，包括玻璃基薄化、雙面PVD銅金屬化以及通孔制作等關(guān)鍵技術(shù)。

近年來，中國企業(yè)在PCB市場、封裝基板已經(jīng)取得顯著發(fā)展，而玻璃基板的出現(xiàn)亦為行業(yè)帶來了新的機遇。與傳統(tǒng)的有機基板相比，玻璃基板作為新型封裝基板材料，具有一系列顯著的優(yōu)點：

機械穩(wěn)定性：玻璃的主要成分二氧化硅，在高溫環(huán)境下更加穩(wěn)定性。這種材料的機械強度遠高于有機基板，在封裝過程中能夠更有效地應(yīng)對高溫環(huán)境，優(yōu)化高性能芯片的熱管理，減少翹曲和變形。

信號完整性和路由能力：玻璃芯獨特的電氣性能，使其介電損耗更低，確保信號和電力的傳輸更清晰。在信號傳輸過程中，降低了功率損耗，增強了整體芯片效率，這對于高性能處理器的制造至關(guān)重要。

互連密度：玻璃基板支持更高的互連密度，即可以實現(xiàn)更緊密的互連間距。這對于推動下一代系統(tǒng)級封裝（SiP）的電力和信號傳輸能力至關(guān)重要。

英特爾也表示，玻璃基板憑借其卓越的機械、物理和光學(xué)屬性，能夠構(gòu)建性能更高的多芯片SiP解決方案。該技術(shù)能夠在芯片上增加高達50%的裸片數(shù)量，進而容納更多的Chiplet。通過在單一封裝中集成更多的晶體管，預(yù)計將實現(xiàn)更強大的算力。

盡管玻璃基板的優(yōu)勢明顯，但其制造成本仍高于有機基板，且其商業(yè)化進程需要構(gòu)建一個全面的支持性生態(tài)系統(tǒng)。然而，隨著生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化和規(guī)模化生產(chǎn)的推進，預(yù)期玻璃基板的成本將逐步下降，這將促進其在電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用。

據(jù)Prismark統(tǒng)計，預(yù)計到2026年，全球集成電路（IC）封裝基板市場的規(guī)模將達到214億美元。隨著英特爾等主要制造商入局，玻璃基板替代傳統(tǒng)硅基板的步伐將加快。預(yù)測在接下來的3年內(nèi)，玻璃基板的市場占有率將達到30%，5年內(nèi)滲透率將超過50%。


先進封裝貢獻主要增量

半導(dǎo)體封測企業(yè)運營模式主要分為兩類，一類是屬于垂直制造商（IDM）的封測企業(yè)，另一類是獨立于垂直制造商的第三方代工封測企業(yè)，我國的封測企業(yè)企業(yè)均屬于代工類封測企業(yè)。由于進入門檻較低，在我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，封測產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了優(yōu)先發(fā)展。據(jù)芯思想研究院數(shù)據(jù)，2022年全球委外封測市場占有率前十企業(yè)中，中國大陸一共有4家企業(yè)上榜，分別為長電科技、通富微電、華天科技、智路封測，合計市場占有率為24.55%。

出于技術(shù)、成本、效益等方面的考量，垂直制造商的封測業(yè)務(wù)基本委派第三方來代工，促使封測市場規(guī)模不斷擴大，期間我國企業(yè)通過自研與并購雙核并驅(qū)發(fā)展模式，實現(xiàn)了規(guī)模化發(fā)展與國產(chǎn)化替代，也基本解決了生存問題，下一階段的發(fā)展目標(biāo)開始轉(zhuǎn)向核心競爭力的構(gòu)建。

據(jù)集微咨詢預(yù)測，2023年全球封測行業(yè)市場規(guī)模為822億美元，同比增長僅有0.86%，同期全球先進封裝市場規(guī)模為408億美元，同比增長7.9%，預(yù)計到2026年先進封裝市場占有率將超過傳統(tǒng)封裝市場，達到50.2%，換言之，先進封裝將成為未來封裝市場的主要增量。與其在傳統(tǒng)封裝領(lǐng)域里打價格戰(zhàn)、或等待行業(yè)周期紅利反哺，不如扎人先進封裝技術(shù)研發(fā)浪潮中去，形成新質(zhì)競爭力，尤其是我國的封測企業(yè)還是以獨立代工類為主，若是沒有技術(shù)、成本優(yōu)勢，如何保障行業(yè)地位的延續(xù)與突破。

或許正因為代工性質(zhì)的被動性，我國頭部封測企業(yè)在封裝技術(shù)的研發(fā)里一直保持著較高研發(fā)投入，核心服務(wù)向先進封裝靠攏。從收入占比結(jié)構(gòu)來看，甬矽電子先進封裝業(yè)務(wù)收入占比為100%，通富微電、華天科技、長電科技的先進封裝業(yè)務(wù)收入占比也達到了65%及以上。期待在這場新發(fā)展趨勢中，國內(nèi)企業(yè)能夠繼續(xù)搶占先機。