AI芯片争霸战:美先进封装难解,依然受制于台积电
台积电包揽了绝大多数的尖端芯片封装业务,这个过去在半导体圈不受重视的环节,现已演变成全球角逐人工智能(AI)霸权的关键瓶颈。尽管美国多年来砸下重金培育本土半导体制造,但对台积电的仰赖程度依然未减。
台积电不仅代工英伟达等AI芯片,更拿下了近乎全部的先进封装订单,其核心供货商与合作方同样汇聚于台湾。
前美国IBM技术专家、现洛杉矶加州大学教授耶尔指出,他在先进封装领域深耕数十年。他原协助筹划一座位于亚利桑那州、获拜登政府拨付十一亿美元的封装研发中心,然而特朗普政府去年执政后实质上搁置了此案;“这无异于因噎废食,导致我们对台积电的依赖有增无减”。
美国英特尔前执行长基辛格也坦言,芯片制造完成后,封装乃重中之重,而美国本土的封装供应链恐怕更为薄弱。
现阶段,台积电独占全球先进封装约九成五的份额。其独家的CoWoS技术能够将庞大的AI芯片与多组高频宽存储器融合在一起。美国英伟达最新款Rubin处理器便是借助CoWoS,将两颗大型AI芯片及八组高频宽存储器整合于同一模组。
然而,台积电亚利桑那州厂最迟需至后年或二○二九年方能引入CoWoS技术,现下当地产出的芯片仍需运回台湾进行封装。据分析师推算,台积电CoWoS的产能仍落后需求约三成。
台积电资深副总张晓强表示,“我观察到的唯有需求持续飙升,这必然会造成诸多制约”。
英特尔正积极招揽封装客户,应材亦拟携手伙伴于矽谷打造五十亿美元的研发中心。封装大厂艾克尔亦在亚利桑那州建设首座工厂,投资额上看七十亿美元,日后有望替台积电分担部分封装业务。
即便如此,美国现今仅占全球芯片封装产能约百分之三。业界普遍认为,在AI需求持续攀升的背景下,先进封装已非单纯的成本与产能课题,更沦为美国半导体供应链最难填补的漏洞。
研究机构TechSearch International总裁瓦达曼指出,一套尖端芯片封装花费恐达五百美元;业界高管透露,相对简易的封装成本也约需四十美元。整体开销依旧居高不下。
若干芯片初创企业特意规避依赖CoWoS的设计方案,原因在于单是设计所需的矽中介层,可能便要耗费数月之久。
耶尔与业界高管强调,长远来看,业界亟需全新的封装理念。澳洲初创企业Syenta提出一种对策,即借助电化学工艺,以较少步骤打造超大尺寸封装,同时将通讯频宽提升至多廿倍。
其余企业也正联合伙伴发力封装研发。日本化学材料商力森诺科甫宣告,于美国矽谷周边组建由十二家企业构成的封装联盟,并设立试产线。