人工智能(AI)芯片缺货,英伟达H100 和A100 芯片均采用台积电CoWoS 先进封装,但CoWoS 产能受限待爬坡。法人分析,CoWoS 封装所需中介层因关键制程复杂、高精度设备交期拉长而供不应求,牵动CoWoS 封装排程及AI 芯片出货。
大语言模型训练和推理生成式AI(Generative AI)应用,带动高阶AI 伺服器和高效能运算(HPC)资料中心市场,内建整合高频宽记忆体(HBM)的通用绘图处理器(GPGPU)供不应求,主要大厂辉达(Nvidia)A100 和H100 绘图芯片更是严重缺货。
研调机构集邦科技(TrendForce)指出,AI 及HPC 芯片对先进封装技术需求大,其中以台积电的2.5D 先进封装CoWoS 技术,是目前AI 芯片主力采用者。
美系外资法人分析,英伟达是采用台积电CoWoS 封装的最大客户,例如辉达H100 绘图芯片采用台积电4 纳米先进制程,A100 绘图芯片采用台积电7 纳米制程,均采用CoWoS 技术,辉达占台积电CoWoS 产能比重约40% 至50%。
至于英伟达8 月上旬推出的L40S 绘图芯片,未采用HBM 记忆体,因此不会采用台积电CoWoS 封装。
产业人士指出,通用绘图处理器采用更高规格的高频宽记忆体,需藉由2.5D 先进封装技术将核心晶粒(die)整合在一起,而CoWoS 封装的前段芯片堆叠(Chip on Wafer)制程,主要在晶圆厂内透过65 纳米制造并进行矽穿孔蚀刻等作业,之后再进行堆叠芯片封装在载板上(Wafer on Substrate)。
不过台积电CoWoS 封装产能吃紧,在7 月下旬法人说明会,台积电预估CoWoS 产能将扩增1 倍,但供不应求情况要到明年底才可缓解。台积电7 月下旬也宣布斥资近新台币900 亿元,在竹科辖下铜锣科学园区设立先进封装晶圆厂,预计2026 年底完成建厂,量产时间落在2027 年第2 季或第3 季。
辉达财务长克芮斯(Colette Kress)在8 月24 日在线上投资者会议透露,辉达在CoWoS 封装的关键制程,已开发并认证其他供应商产能,预期未来数季供应可逐步爬升,辉达持续与供应商合作增加产能。
美系外资法人整合AI 芯片制造的供应链讯息指出,CoWoS 产能是AI 芯片供应产生瓶颈的主要原因,亚系外资法人分析,CoWoS 封装产能吃紧,关键原因在中介层供不应求,因为中介层矽穿孔制程复杂,且产能扩充需要更多高精度设备,但交期拉长,既有设备也需要定期清洗检查,矽穿孔制程时间拉长,因此牵动CoWoS 封装排程。
法人指出,除了台积电,今年包括联电和日月光投控旗下矽品精密,也逐步扩充CoWoS 产能。