英伟达封装进化,面板级扇出型封装商机一触即发

袁遗说科技 2024-05-23 06:27:27

本文由半导体产业纵横(ID:ICVIEWS)综合

CoWoS产能吃紧,GB200拟提前至明年导入面板级扇出型技术。

为缓解CoWoS先进封装产能吃紧问题,供应链透露,英伟达(NVIDIA)正规划将其「地表最强AI芯片」GB200提早导入面板级扇出型封装(FOPLP),从原订2026年提前到2025年,提前引爆面板级扇出型封装商机。

外资最新报告也证实相关信息,并点出英伟达GB200超级芯片供应链已经启动,目前正在设计微调和测试阶段,商机一触即发。

外资最新报告预估,从CoWoS先进封装产能研判,今年下半年估计将有42万颗GB200送至下游市场,明年产出量上看150万~200万颗。

整体来看,在CoWoS产能供不应求的趋势下,扩产速度跟不上需求的脚步,业界预期将让同样是先进封装的面板级扇出型封装,成为纾解AI芯片供应的利器。

扇出型封装有两个分支,分别为晶圆级扇出型(FOWLP)及面板级扇出型(FOPLP)。高阶芯片尺寸愈变愈大,但半导体元件尺寸已到了几乎无法再微缩的地步,用封装技术来提升运算效能与可靠性,包括在玻璃基板上做出特殊薄膜制程与芯片推迭,成为业界主流,藉此进行异质整合封装布局,以面板级扇出型封装为市场新主流。尤其玻璃基板非常平,能进行更精准的刻蚀,可提高晶体管密度。

目前,在中国台湾地区封测厂当中,力成布局面板级扇出型封装脚步最快,该公司为抢进高阶逻辑芯片封装,已通过旗下竹科三厂全面锁定面板级扇出型封装和TSV CIS(CMOS图像传感器)等技术,强调通过扇出型封装,可进行异质整合IC。

力成先前曾说,正向看待面板级扇出型封装时代带来的商机,且与晶圆级扇出型封装相较,面板级扇出型封装产出的芯片面积多了2~3倍。

面板大厂群创则看好2024是集团跨足半导体的「先进封装量产元年」,扇出型面板级封装产品线一期产能已被订光,并规划于今年第三季度量产出货。

群创董事长洪进扬强调,先进封装技术(PLP)通过重布线(RDL)连接芯片,满足要求高可靠度、高功率输出且高质量的封装产品,取得国际一线客户的封装制程与信赖性认证,良率也获得客户肯定,今年即可量产。

CoWoS产能问题难解决

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1,700亿美元规模。法人指出,受惠AI芯片需求涌出,但在硅中介层的面积增加,12英寸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。

CoWoS 可以分成CoW和WoS两个部分来看。CoW(Chip-on-Wafer)是晶片堆叠,WoS(Wafer-on-Substrate)是将晶片堆叠在基板上。加起来的CoWoS 就是把晶片堆叠起来,再封装于基板上。

英伟达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,随着英伟达发布B100和B200,单一芯片所使用中介层面积将较原本更大,代表从12寸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。

2011年以来,CoWoS迭代透露端倪,每一代的硅中介层持续成长,随着中介层面积的增加,可以从12英寸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英寸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(高带宽内存),HBM也被认为是瓶颈之一。

相关厂商表示,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英寸晶圆中介层,然而准备工作,也需要时间和研发投入,有待厂商突破。

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