【先進封裝新浪潮】讓三星、美光看不到車尾燈 台積電超狂獨門封裝技術CoWoS揭密

由台積電深耕10多年的CoWoS先進封裝，因AI（人工智慧）旋風一夕爆紅，不但吸引科技巨擘輝達（NVIDIA）、超微（AMD）、谷歌（Google）爭相下單，導致產能供給嚴重不足。本刊調查，除台積電加速擴產外，包括日月光、穎崴、中華精測、萬潤等封裝、測試及設備業者也積極搶進，在台積電領頭下，台廠齊心齊力、分進合擊打造完整的CoWoS產業鏈，鞏固台灣在全球半導體製造的領先地位。

「現在AI晶片短缺，缺的不是晶片，而是缺CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）封裝產能。」去年9月SEMICON Taiwan 2023大師論壇會後，台積電董事長劉德音在接受記者採訪時，一語道出CoWoS先進封裝製程對AI晶片的重要性。

劉德音口中的CoWoS先進封裝，有別於傳統的封裝技術，CoWoS在前段就直接先施行晶圓封裝，再將晶圓切割成晶粒排列在矽中介層（Interposer）上，而後再做二次封裝，讓晶片體積可以更小、更省電，因應AI高速運算需求。

據市調機構Yole Group資料顯示，2022年全球先進封裝市場規模約443億美元，而受惠於5G、AI、高效能運算（HPC）、自駕車等需求的推波助瀾，預估2028年將成長至786億美元，年均複合成長率（CAGR）約10％。「CoWoS價格是傳統封裝2倍，為廠商帶來高利潤率，因而刺激晶圓廠、封裝測試、設備等半導體相關業者加足馬力投入。」該報告中提及。

究竟CoWoS是如何橫空出世，成為當紅炸子雞？原來與半導體老將—台積電前共同營運長蔣尚義有關。蔣尚義日前接受媒體訪問中提及，「2009年跟隨台積電創辦人張忠謀回鍋台積電時，向張忠謀表示，摩爾定律已快達到物理極限，因為封裝技術也逐漸變成瓶頸之一，因此主動向張忠謀爭取成立先進封裝技術研發團隊，張忠謀隨即心領神會，馬上應允給我400位工程師、1億美元設備的要求，終於催生出CoWoS。」

對於台積電CoWoS的催生，曾任職日月光核心能力中心部副理、現任高雄大學先進構裝整合技術中心主任吳松茂向本刊透露另一段歷史，早在2002、2003年，台積電就攜手日月光合作研發先進封裝；但當時，消費性電子尚無使用CoWoS的必要性，所以進展緩慢。「2006年，全球最大私募基金凱雷集團宣布將收購日月光，雖最終以失敗告終，卻讓台積電警覺，決定自行投入先進封裝研發，終於讓CoWoS發光發熱。」吳松茂說。

一名IC設計大廠資深主管坦言，「現在全球最厲害的封裝技術就是CoWoS，從設計來看，CoWoS中間夾一片晶圓（Wafer）來負責訊號間的傳輸、串聯，若無這片晶圓，只用矽中介層電路板會弄不好，而這個晶圓目前三星、美光都做不出來。」

他更進一步表示，先進封裝最大的挑戰，就是中間那片晶圓，連很多晶圓廠都做不出來的東西，更何況封測廠商。也因先進封裝技術難度越來越高，內部諸多精細設計已經非一般封測設備足以應付，需要晶圓等級的設備才能夠實現。

「現在要蓋一座先進封裝廠，造價至少是傳統封測廠的十幾倍；因此，台積電在銅鑼園區新蓋的先進封裝廠，才會豪擲新台幣900多億元。」業界人士透露。

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