芯片制造流程中一個長期被低估的環節——先進封裝，正成為人工智能發展的下一個瓶頸。

用于驅動AI的每一顆微芯片，都必須被封裝進能夠與外部世界交互的硬件之中，即先進封裝。然而，目前幾乎所有這一環節都集中在亞洲，且產能十分緊張。

隨著臺積電準備在亞利桑那州新建兩座工廠，以及埃隆·馬斯克為其定制芯片計劃選擇英特爾合作，這一問題正迅速成為行業焦點。

喬治城大學安全與新興技術中心的John VerWey表示：“如果企業未能提前進行資本支出，以應對未來幾年晶圓產能激增，這一環節可能很快成為瓶頸。”

在一次罕見采訪中，臺積電北美封裝解決方案負責人Paul Rousseau向CNBC表示，相關需求“正在顯著增長”。

目前最先進的封裝方法為CoWoS技術（Chip on Wafer on Substrate），Rousseau稱該技術正以高達80%的復合年增長率擴張。

AI芯片巨頭英偉達已預訂臺積電大部分最先進封裝產能，而臺積電在該領域處于規模領先地位。

但在技術層面，英特爾已與臺積電處于同一水平。

英特爾在代工業務上尚未獲得大型外部客戶，但其封裝客戶包括亞馬遜和思科。

周二，馬斯克還選擇英特爾為SpaceX、xAI和特斯拉的定制芯片提供封裝服務，相關項目將落地其計劃在得克薩斯州建設的Terafab工廠。

英特爾目前大部分最終封裝在越南、馬來西亞和中國大陸完成，其部分先進封裝則在美國新墨西哥州、俄勒岡州以及亞利桑那州錢德勒工廠進行。CNBC曾于去年11月參觀該工廠。

隨著AI對芯片密度、性能與效率要求不斷提升，這一環節正受到更多關注。晶體管密度逐漸接近物理極限，通過封裝技術提升性能成為關鍵路徑。

Rousseau表示：“這是摩爾定律向三維空間的自然延伸。”

幾十年來，單個芯片（即裸片）通常從晶圓中切割出來，并封裝進可連接計算機、機器人、汽車和手機等設備的系統中。隨著AI帶動芯片復雜度在近年激增，更先進的封裝方式迅速發展。

如今，多顆裸片被集成為一顆更大的芯片，例如GPU。先進封裝用于將這些裸片連接起來，并實現其與彼此及整個系統之間的通信。

Moor Insights & Strategy分析師Patrick Moorhead表示：“直到五六年前，還幾乎沒人這樣做。”他補充稱，封裝曾被視為“附帶工作”，通常交由初級工程師處理。“但現在顯然，它的重要性已與芯片本身不相上下。”

瓶頸顯現

英偉達已預訂臺積電大部分CoWoS產能，導致產能高度緊張。據報道，臺積電已將部分較簡單工序外包給第三方企業，如日月光控股和安靠科技。

作為全球最大的外包封裝測試廠，日月光預計其先進封裝業務在2026年將實現翻倍增長。公司正在中國臺灣建設大型新廠，其子公司矽品精密也已啟用新封裝廠，去年開幕儀式由英偉達CEO黃仁勛出席。

臺積電亦在中國臺灣擴建兩座新封裝廠，并在亞利桑那州建設兩座封裝設施。

目前，即便是在美國亞利桑那州鳳凰城晶圓廠生產的芯片，臺積電仍將100%送回中國臺灣完成封裝。公司尚未披露美國封裝廠的完工時間表。

TechSearch International首席分析師Jan Vardaman表示：“若能在亞利桑那晶圓廠旁建設封裝能力，將極大提升客戶滿意度。”

她指出，這將減少芯片在亞洲與美國之間往返運輸的時間，從而縮短交付周期。

英特爾已在其亞利桑那州18A先進制程工廠附近部署部分封裝能力。

盡管英特爾尚未為其18A代工業務贏得大型客戶，但其代工服務負責人Mark Gardner表示，公司自2022年以來已獲得封裝客戶，包括亞馬遜和思科。

英偉達也在考慮通過其對英特爾50億美元投資，使用其封裝服務。這一投資發生在美國政府于2025年投入89億美元支持英特爾之后數周。

Moorhead表示：“芯片公司希望向美國政府表明其愿意與英特爾合作，而在英特爾開展業務風險較低的路徑是封裝。”

當被問及英特爾是否可通過先進封裝吸引芯片制造客戶時，Gardner表示，一些客戶確實存在這樣的“切入路徑”。

他補充稱：“所有環節集中在一個地方是有優勢的。”

馬斯克可能成為英特爾芯片制造與封裝業務的早期客戶之一。

英特爾周二在領英發文稱，其“在規模化設計、制造和封裝超高性能芯片方面的能力”將助力馬斯克的Terafab項目實現年產1太瓦算力的目標。

從2D走向3D

許多芯片（如CPU）采用二維封裝，而更復雜的芯片（如GPU）則需要額外技術，這正是臺積電CoWoS的應用領域。

在此類芯片中，一層高密度互連的中介層（interposer）可實現更緊密的連接，使高帶寬存儲能夠直接貼近芯片，從而有效突破“內存墻”。

Rousseau表示：“計算芯片內部無法容納足夠的內存以充分發揮性能，而通過CoWoS，我們可以高效地將HBM緊密集成在計算單元旁。”

臺積電于2012年率先推出2.5D封裝技術，并不斷迭代升級。公司表示，英偉達Blackwell GPU是首款采用其最新一代CoWoS-L技術的產品。

正是這一最新產能，引發行業廣泛關注，因為英偉達已鎖定其中大部分資源。

英特爾的先進封裝技術稱為嵌入式多芯片互連橋接（Embedded Multi-die Interconnect Bridge，EMIB），與臺積電方案類似，但采用硅橋替代中介層。

Gardner表示，通過“僅在需要位置嵌入小塊硅片”，該方案具備成本優勢。

各大廠商也在布局下一階段技術：3D封裝。

英特爾將其命名為Foveros Direct，臺積電則稱為SoIC。

Rousseau解釋稱：“不再是芯片并排放置，而是上下堆疊，使其幾乎像一顆芯片一樣運行，從而帶來更高性能提升。”

他表示，臺積電基于SoIC的封裝產品還需數年時間才能實現商業化。

與此同時，存儲廠商如三星電子、SK海力士和美光科技也已建立自身先進封裝工廠，通過3D堆疊技術生產高帶寬存儲器。

在加快芯片出貨的同時，存儲與邏輯芯片廠商也在推進“混合鍵合”技術，以銅墊替代傳統凸點連接，從而提升堆疊密度。

Vardaman表示：“通過墊對墊連接，幾乎實現零距離，這不僅提升功耗表現，也改善電氣性能，因為路徑越短越優。”

審核編輯 黃宇