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台积电,终于摊牌了。 在六月初举办的股东会议上,台积电董事长魏哲家直面行业核

台积电,终于摊牌了。

在六月初举办的股东会议上,台积电董事长魏哲家直面行业核心难题,直白道出支撑英伟达高端AI芯片多年的硅基封装已经触碰到物理天花板。沿用数十年的硅中介层不仅造价持续走高,可拓展空间严重不足,难以承载新一代巨型算力芯片的堆叠需求。

为突破瓶颈,台积电已搭建CoPoS玻璃基板专属试产线,以此替换老旧硅基板方案,这项新技术预估还要两到三年才能大批量投产。

当下英伟达新一代Rubin大尺寸芯片已同步适配玻璃封装路线,传统封装架构无力匹配暴涨的算力规格,产业转向新材料已是大势所趋,并非企业刻意渲染危机,纯粹是硬件物理上限倒逼产业完成技术迭代升级。

这份表态不是短期经营调整,而是半导体先进封装赛道一次根本性的路线切换,硅中介层也就是大家熟知的CoWoS方案,过去很长一段时间牢牢守住高端AI芯片封装市场,靠着硅通孔与精细重布线结构,稳稳托起了多代英伟达训练芯片的高密度互联需求。

圆形12英寸硅晶圆是制作中介层的基础原料,切割适配芯片的矩形基材时,边缘区域会产生大量无法利用的废料,芯片封装尺寸做得越大,材料损耗比例就越高,当下主流大尺寸中介层材料利用率只能维持在七成以内,直接推高单片封装成本,一块硅中介层的开销就能占到整套封装费用的一半左右。

巨型算力芯片还要叠加多层金属布线提升传输带宽,加厚加宽的硅结构受热后容易出现细微裂纹,冷热循环之下封装翘曲、焊点偏移的不良率会快速上涨,哪怕台积电持续优化工艺,也很难把尺寸边界再向外拓宽太多,现有工艺最大只能容纳三段光罩尺寸的中介层,远远跟不上Rubin这类新芯片的硬件规格。

魏哲家口中的CoPoS技术核心逻辑是化圆为方、以玻代硅,抛弃圆形硅晶圆改用大尺寸方形玻璃面板作为封装基底,现在台中厂区落地的试点产线已经完成基础设备调试与小批量工艺跑通,整条产线专门打磨玻璃穿孔、金属填充、多层布线这些关键工序。

玻璃原材料本身成本低廉,方形面板能够无缝排布芯片模组,基材利用率可以提升至九成五上下,等到工艺完全成熟,业内测算单颗芯片封装整体成本能下降两成,同时大尺寸面板可承载的封装面积是12英寸硅晶圆的数倍,不用再被圆形晶圆的切割局限束缚算力堆叠规模。

玻璃本身热膨胀系数和硅芯片数值十分接近,高温高负载运行时整体形变幅度远小于硅中介层,能大幅降低超大尺寸封装的翘曲隐患,高频信号传输过程里损耗更少、抗干扰能力更强,刚好匹配Rubin搭载的HBM4超高带宽内存的互联标准。

看似已经敲定的合作适配节奏里藏着不小的时间差,英伟达Rubin眼下正处在量产爬坡阶段,现阶段出货的芯片依旧临时依托改良版硅基CoWoS架构过渡。

黄仁勋此前在行业展会上透露,Rubin整条供应链备货规模比上一代Blackwell扩大一倍,短时间内只能依靠扩充现有硅封装产能稳住交付速度,部分订单甚至临时分流给日月光、安靠这类外协封装厂商分摊压力。

双方敲定的适配计划分阶段落地,今年四季度先拿少量改良玻璃基板样品做可靠性老化测试,明年上半年小批量试装部分Rubin芯片,等到2028至2029年台积电CoPoS大批量产能释放,Rubin Ultra高配型号才会全面切换玻璃封装基底,完整释放芯片设计时预留的算力上限。

全球赛道里并不只有台积电一家押注玻璃封装,英特尔拿出了完全不同的Glass-Core玻璃芯路线,韩国SKC、LG等企业早早布局玻璃基材产线,部分厂商规划明年就能拿出中小尺寸玻璃基板供货光模块与中端算力芯片市场,国内面板与光电企业也在联合海外材料商攻关TGV玻璃穿孔工艺,意图切入后端封装供应链分一杯羹。

各家技术路径没有完全统一,玻璃配方、面板尺寸、布线层数都存在差异,未来两三年会持续进入样品比拼、良率拉锯的竞争阶段,谁能先把稳定量产良率拉到九成五以上,就能优先锁定头部AI芯片厂商的长期订单。

硅基封装不会在短时间内彻底退出市场,未来两三年依旧是行业主力方案,中低端推理芯片、常规HPC芯片、消费级处理器依旧会持续沿用CoWoS成熟工艺,玻璃CoPoS初期只会集中供给顶级超大尺寸训练芯片,形成高低搭配的分层供应格局。

这次技术迭代和早年制程微缩的逻辑不一样,制程缩小受光刻设备、材料原子层级极限约束,封装转型更多是基材结构与生产形态的革新,不存在单一技术垄断整条产业链的情况,材料、设备、封测环节都会诞生新的供需缺口,整条半导体上下游都会跟着迎来一轮产能重构。

硬件物理极限摆在眼前,转向玻璃基材已经没有太多回头路,区别只在于各家落地速度、成本控制和长期工艺稳定性。

有人觉得台积电提前布局锁死高端封装话语权,也有人认为多厂商并行布局反而能打破单一供给依赖,降低AI芯片整体采购成本,对于这场由物理瓶颈催生的封装材料变革,你更看好哪一条技术路线率先实现大规模盈利落地?