Bercakap pada Sidang OCP APAC yang baru-baru ini, He Jun, naib presiden Teknologi dan Perkhidmatan Pembungkusan Maju di TSMC, berkata syarikat telah memasuki pengeluaran besar-besaran pembungkusan CoWoS yang mengukur 5.5 kali saiz retikel standard. Hasil semasa pemprosesan dan pengikatan interposer silikon kekal di atas 98% merentasi produk dari pelbagai pelanggan AI, dengan beberapa kumpulan pengeluaran mencapai 99%.
TSMC merancang untuk memperkenalkan pembungkusan CoWoS yang lebih besar daripada 14 saiz retikel sebelum 2029, dengan versi saiz 14 retikel dijadualkan untuk pengeluaran besar-besaran pada tahun 2028.
Pemantapan proses pembungkusan tahap wafer tidak sepenuhnya menyelesaikan tekanan penghantaran yang mempengaruhi cip AI. Beliau berkata bekalan keseluruhan kekal tidak mencukupi disebabkan kekurangan memori jalur lebar tinggi, atau HBM, dan substrat Ajinomoto Build-up Film, atau ABF.
Saiz Pembungkusan Terus Mengembang Ketika Pusat Pembuat dan Penyedia OSAT Diversifikasi Kapasiti
Sebuah die tunggal dibatasi oleh had fizikal kawasan pendedahan retikel standard, yang kira-kira 858 milimeter persegi. Oleh itu, membahagikan sumber pengkomputeran kepada cip kecil dan mengintegrasikannya dengan HBM bertingkat telah menjadi seni bina arus perdana untuk cip AI.
Sebuah interposer silikon CoWoS yang mengukur 5.5 kali saiz retikel standard mempunyai kawasan hampir 4,700 milimeter persegi. Mencapai hasil di atas 98% pada interposer sebesar ini menunjukkan bahawa proses pengendalian kecacatan TSMC untuk lapisan pengedaran dan pengikatan mikro telah mencapai tahap yang relatif matang.
Di bawah peta jalan teknologi TSMC, pembungkusan CoWoS yang lebih besar daripada 14 saiz retikel akan diperkenalkan sebelum 2029. Anggaran industri menunjukkan bahawa sebuah pembungkusan sebesar ini boleh menampung lebih daripada 10 cip kecil pengira dan lebih daripada 20 tumpukan HBM.
Dengan kapasiti CoWoS TSMC yang kekal ketat, pusat pengeluar lain dan penyedia pemasangan dan ujian semikonduktor luar sedang bersaing untuk pesanan pembungkusan maju lebihan.
ASE Technology Holding mempromosikan platform VIPack dan teknologi FOCoS, atau fan-out chip-on-substrate, untuk mendapatkan pesanan bagi cip bukan teras dari penyedia perkhidmatan awan. Amkor menandatangani kerangka kerjasama 10 tahun dengan TSMC pada bulan Jun dan merancang untuk menggunakan kemudahan barunya di Arizona untuk memberikan perkhidmatan ujian akhir dan pembungkusan bagi cip yang dihasilkan di kilang Phoenix TSMC.
Samsung Electronics sedang mengejar pesanan melalui teknologi I-Cube dan SAINT 3D-stacking. Syarikat ini menggunakan kemudahan pembuatan, memori dan kemampuan pembungkusan maju yang terintegrasi untuk melayani pelanggan yang terjejas oleh kapasiti pembungkusan yang terhad.
Substrat ABF dan HBM Menghadapi Tekanan Kapasiti yang Teruk
Ketika hasil interposer silikon meningkat, sekatan penghantaran berpindah ke hulu, dengan kekurangan substrat ABF dan HBM yang tinggi menjadi sangat ketara.
Nvidia, AMD dan penyedia perkhidmatan awan utama telah mendapatkan kapasiti ABF melalui perjanjian bekalan jangka panjang yang berlanjutan hingga 2028, tetapi kebimbangan mengenai ketersediaan substrat tinggi masih tidak reda.
Untuk menyokong pembungkusan CoWoS yang mengukur 5.5 saiz retikel dan format 14 saiz retikel yang akan datang, substrat ABF tinggi sedang dinaik taraf kepada 18 hingga 20 lapisan. Substrat yang direka untuk pembungkusan 14 saiz retikel boleh mencapai dimensi 100 × 100 mm.
Substrat besar dengan jumlah lapisan tinggi terdedah kepada perubahan bentuk semasa proses pemanasan yang berulang. Saiz mereka yang meningkat juga menjadikannya lebih sukar untuk menyelaraskan microvia, mengurangkan hasil pengeluaran di pembekal substrat.
Sebagai respons kepada kekurangan bekalan struktur, pengeluar substrat di seluruh dunia telah melancarkan gelombang baru pelaburan modal.
Unimicron Technology telah meningkatkan bajet perbelanjaan modalnya bagi tahun 2026 kepada NT$53.7 bilion, dengan pelaburan tertumpu pada kilang Guangfu keduanya dan kemudahan Yangmei kedua dan ketiga. Kinsus Interconnect Technology telah komited untuk menambah NT$19.6 bilion untuk membina kilang Yangmei K6C dan K6D dan sedang menilai tapak berpotensi untuk satu lagi kemudahan.
Nan Ya Printed Circuit Board sedang memperluas kapasiti pengeluaran maju di kilang Shulin, mengemas kini kemudahan Jinxing dan menyewa ruang kilang tambahan. Laporan rantaian bekalan juga menunjukkan bahawa anak syarikat Zhen Ding Technology, Avary Holding, sedang memperluas operasi di Shenzhen dan mungkin akan meningkatkan tapak kepada lebih daripada tujuh kilang menjelang tahun 2030.
Segmen memori menghadapi cabaran kejuruteraan dan tekanan peningkatan pengeluaran. SK hynix menggunakan proses pembungkusan Advanced MR-MUF untuk memperluas pengeluaran HBM3E dan mengekalkan kedudukan pasarnya. Samsung Electronics sedang memajukan barisan produk HBMnya melalui proses pematerian termokompresi NC-TCB.
SK hynix dan Micron merancang untuk mengalihkan pengeluaran die asas HBM4 kepada node proses maju TSMC. Micron juga menggunakan proses 1β-nanometer untuk menyasarkan pasaran produk HBM3E 24 GB dan 36 GB.
Pembuat Cip Membangun Alternatif EMIB dan EFB
Sekatan kapasiti dan kos pengeluaran yang agak tinggi dalam pembungkusan maju berasaskan foundry mendorong pembuat cip dan penyedia perkhidmatan awan untuk menubuhkan laluan pembungkusan 2.5D alternatif di luar ekosistem CoWoS.
Teknologi EMIB Intel menyematkan jambatan silikon kecil dalam substrat organik untuk menyediakan sambungan kepadatan tinggi. Menghapuskan interposer silikon saiz penuh dapat mengurangkan kos pengeluaran keseluruhan.
Selain daripada pemproses Intel sendiri, cip Maia 100 tersuai Microsoft dan cip Amazon Web Services sedang menilai teknologi ini. Laporan industri menunjukkan bahawa pasukan TPU Google juga sedang menilai platform EMIB.
Pengerusi dan CEO AMD, Lisa Su, sebelum ini mengumumkan rancangan untuk meningkatkan pelaburan syarikat dalam rantaian bekalan semiconductor Taiwan. Melalui perjanjian pengadaan, AMD sedang membangunkan ekosistem pembungkusan 2.5D tempatan berdasarkan teknologi Elevated Fanout Bridge, atau EFB.
Syarikat-syarikat pengumpulan dan pengujian yang mengambil bahagian termasuk ASE Technology Holding, Siliconware Precision Industries dan Powertech Technology. Pendekatan pembungkusan ini juga telah mendorong pembekal substrat seperti Unimicron, Kinsus dan Nan Ya Printed Circuit Board untuk melancarkan pengembangan kapasiti yang dikhaskan untuk substrat jambatan berprestasi tinggi.
Substrat Kaca Menjadi Fokus Pembangunan Bahan Generasi Akan Datang
Permintaan untuk sambungan kepadatan sangat tinggi dan dimensi pakej yang lebih besar mendedahkan had fizikal substrat ABF organik, termasuk ketidakpadanan pengembangan terma dan kehilangan isyarat pada frekuensi tinggi. Oleh itu, industri sedang memajukan pembangunan dan komersialisasi substrat kaca dan teknologi lubang melalui kaca, atau TGV.
Substrat kaca mempunyai koefisien pengembangan terma yang sangat rendah, yang dapat mengurangkan kebengkokan substrat semasa pemprosesan suhu tinggi. Kehilangan dielektrik yang lebih rendah juga menjadikannya sesuai untuk membawa isyarat ultra-pantas.
Pada bulan Julai, Intel mengumumkan kerjasama strategik dengan Lens Technology untuk membangunkan penyelesaian pembungkusan maju substrat kaca bagi aplikasi AI dan pengkomputeran berprestasi tinggi.
Menurut laporan rantaian bekalan, TSMC sedang membangunkan pembungkusan peringkat panel dan interposer kaca menggunakan teknologi TGV. Anggaran industri mencadangkan bahawa syarikat itu dapat menubuhkan barisan demonstrasi proses antara tahun 2027 dan 2028.
Samsung Electro-Mechanics dan anak syarikat SK Group, Absolics, telah menubuhkan kemudahan perintis TGV. Absolics bertujuan untuk memulakan pengeluaran percubaan dalam jumlah kecil menjelang akhir tahun 2026, sementara Samsung Electro-Mechanics pada masa ini sedang menyediakan sampel kepada pelanggan pusat data utama untuk penilaian.
Lebih jauh ke hulu, Corning, SCHOTT dan Dai Nippon Printing sedang membangunkan bahan untuk substrat TGV berketumpatan tinggi. LPKF yang beribu pejabat di Jerman sedang bekerja pada pembentukan TGV yang diilhamkan laser dan proses pengmetalan serta pengisian lubang bekerjasama dengan foundry semiconductor utama.