臺(tái)積電推出“超大版”CoWoS封裝，達(dá)9個(gè)掩模尺寸

本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）綜合

市場(chǎng)還關(guān)注臺(tái)積電2nm是否可能提前赴美生產(chǎn)。

臺(tái)積電11月歐洲開放創(chuàng)新平臺(tái)（OIP）論壇上宣布，該公司有望在2027年認(rèn)證其超大版本的CoWoS（晶圓上芯片）封裝技術(shù)，該技術(shù)將提供高達(dá)9個(gè)掩模尺寸的中介層尺寸和12個(gè)HBM4內(nèi)存堆棧。新的封裝方法將解決性能要求最高的應(yīng)用，并讓AI（人工智能）和HPC（高性能計(jì)算）芯片設(shè)計(jì)人員能夠構(gòu)建手掌大小的處理器。

臺(tái)積電每年都會(huì)推出新的工藝技術(shù)，盡最大努力滿足客戶對(duì)PPA（功率、性能和面積）改進(jìn)的需求。但有些客戶需要更高的性能，而EUV光刻工具掩模限制858平方毫米是不夠的。這些客戶選擇使用臺(tái)積電CoWoS技術(shù)封裝的多芯片解決方案，近年來，該公司提供了該解決方案的多個(gè)迭代版本。最初的CoWoS在2016年實(shí)現(xiàn)約1.5個(gè)掩模尺寸的芯片封裝，然后發(fā)展到今天的3.3個(gè)掩模尺寸，這使得可以將8個(gè)HBM3堆棧放入一個(gè)封裝中。

接下來，臺(tái)積電承諾在2025年至2026年推出5.5個(gè)掩模尺寸的封裝，最多可容納12個(gè)HBM4內(nèi)存堆棧。然而，這比起該公司的終極版CoWoS仍相形見絀，后者支持多達(dá)9個(gè)掩模尺寸的系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP），板載12個(gè)甚至更多的HBM4堆棧。該9個(gè)掩模尺寸的“超級(jí)載體”CoWoS（為芯片和內(nèi)存提供高達(dá)7722平方毫米的面積）具有12個(gè)HBM4堆棧，計(jì)劃于2027年獲得認(rèn)證，推測(cè)它將在2027年至2028年被超高端AI處理器采用。完全希望采用臺(tái)積電先進(jìn)封裝方法的公司也能使用其系統(tǒng)級(jí)集成芯片（SoIC）先進(jìn)封裝技術(shù)垂直堆疊其邏輯，以進(jìn)一步提高晶體管數(shù)量和性能。

事實(shí)上，借助9個(gè)掩模尺寸的CoWoS，臺(tái)積電希望其客戶將1.6nm級(jí)芯片放置在2nm級(jí)芯片之上，因此可以達(dá)到極高的晶體管密度。然而，這些超大型CoWoS封裝面臨著重大挑戰(zhàn)。5.5個(gè)掩模尺寸的CoWoS封裝需要超過100x100毫米的基板（接近OAM 2.0標(biāo)準(zhǔn)尺寸限制，尺寸為102x165毫米），而9個(gè)掩模尺寸的CoWoS將采用超過120x120毫米的基板。如此大的基板尺寸將影響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式以及數(shù)據(jù)中心的配備支持。特別是電源和冷卻。每個(gè)機(jī)架的電源功率達(dá)到數(shù)百千瓦，需要采用液體冷卻和浸沒方法，以有效管理高功率處理器。

特朗普勝選后，市場(chǎng)關(guān)注臺(tái)積電2nm是否可能提前赴美生產(chǎn)。中國臺(tái)灣科學(xué)技術(shù)部門官員吳誠文表示，臺(tái)積電2nm制程將于明年量產(chǎn)，這時(shí)候臺(tái)積電應(yīng)已開始新一代制程的研發(fā)，就可以跟臺(tái)積電討論，是否要在友好地區(qū)投資2nm。吳誠文指出，特朗普競(jìng)選期間言論提及“搶走”，應(yīng)該是半開玩笑。吳誠文強(qiáng)調(diào)，中國臺(tái)灣并沒有搶走美國的半導(dǎo)體技術(shù)，中國臺(tái)灣半導(dǎo)體制造技術(shù)的能力，是臺(tái)積電從2000年左右決定投入先進(jìn)制程的研發(fā)開始，一步步擁有相關(guān)專利，“這些專利是我們自己開發(fā)出來的”。

吳誠文進(jìn)一步表示，半導(dǎo)體技術(shù)涉及層面很廣廣，包含設(shè)計(jì)、材料、設(shè)備、元件、理論，所謂技術(shù)，不能單純簡(jiǎn)化到只有制造，從整體來講，目前全世界最領(lǐng)先的仍是美國，但中國臺(tái)灣在半導(dǎo)體的制造量、良率、獲利能力方面，臺(tái)積電絕對(duì)居全世界獨(dú)一無二地位，是做得最好的公司。在演講中，吳誠文還被問及是否擔(dān)心中國臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“空心化”。他回答說，這種情況不太可能發(fā)生，因?yàn)榕_(tái)積電所有的研發(fā)設(shè)施都位于中國臺(tái)灣地區(qū)內(nèi)。盡管《芯片法案》鼓勵(lì)臺(tái)積電在美國設(shè)立制造工廠，類似的舉措也吸引了該公司前往日本等其他國家，但這些交易并未促成臺(tái)積電在國外設(shè)立研發(fā)中心。吳誠文說明，先進(jìn)制程技術(shù)的研發(fā)一定會(huì)留在中國臺(tái)灣，研發(fā)成功以后，中國臺(tái)灣也會(huì)愿意將之?dāng)U散到友好地區(qū)、協(xié)助其建廠。

另外，臺(tái)積電美國晶圓廠運(yùn)營子公司 TSMC Arizona、該州長(zhǎng)、菲尼克斯市長(zhǎng)三方當(dāng)日共同宣布將 TSMC Arizona 的美國學(xué)徒計(jì)劃擴(kuò)展至更多崗位。TSMC Arizona 最初僅提供設(shè)施技術(shù)員（Facilities Technician）學(xué)徒計(jì)劃，該項(xiàng)目首批學(xué)徒已于今年 4 月成為晶圓廠正式員工，目前正在接受在職培訓(xùn)。

本次新增了工藝技術(shù)員（Process Technician）和設(shè)備技術(shù)員（Equipment Technician）學(xué)徒計(jì)劃，引入了制造專家（Manufacturing Specialist）強(qiáng)化計(jì)劃，并對(duì)設(shè)施技術(shù)員學(xué)徒計(jì)劃進(jìn)行了擴(kuò)容。這些計(jì)劃的培訓(xùn)將由當(dāng)?shù)卮髮W(xué)、教育中心和社區(qū)學(xué)院同 TSMC Arizona 合作提供。

TSMC Arizona 總裁 Rose Castaneres 表示：臺(tái)積電決定在這里擴(kuò)建的首要考慮因素之一，就是有機(jī)會(huì)利用當(dāng)?shù)囟鄻踊娜瞬徘?，同時(shí)與世界一流的美國教育系統(tǒng)合作。我們首創(chuàng)的半導(dǎo)體技術(shù)員計(jì)劃代表了政府、行業(yè)和教育三方合作的可能性。我們致力于為亞利桑那州當(dāng)?shù)厝藙?chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。我們最新的技術(shù)學(xué)徒將獲得在新的職業(yè)生涯中茁壯成長(zhǎng)所需的支持和培訓(xùn)，并幫助我們制造美國最先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)。

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審核編輯 黃宇