產業追蹤／AI驅動 先進封裝邁大步 異質整合技術成一大挑戰

生成式AI技術的蓬勃發展，使全球對高效能晶片的需求迅速增長，而生成式AI技術往邊際裝置、產業別應用的發展趨勢，更為中長期全球科技市場帶來更寬廣的無限商機。各種生成式AI應用高速發展進而驅動對於各種高效能晶片的需求，包括中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）、現場可程式化閘極陣列（FPGA）及特殊應用積體電路（ASIC）。然而，由於物理極限限制，先進製程微縮難度持續提升，電晶體數量增加速度已跟不上摩爾定律，因此讓半導體業者尋求新的解決方案。

先進封裝與異質整合技術透過多層電路堆疊、水平或垂直整合不同的晶片，顯著提升晶片的電晶體密度和訊號傳輸效率。不僅提高晶片的運算能力，亦減少功耗和延遲，已成為提升晶片性能的重要解決方案，被視為延續摩爾定律的關鍵技術。

AI相關數據傳輸晶片亦需要先進封裝技術協助，進行功能整合以優化效能，也讓全球先進封裝產能更吃緊。如輝達、Broadcom與超微等大廠爭搶台積電（2330）CoWoS產能，推升先進封裝市場規模成長，預計2025年後先進封裝市場規模將超越傳統封裝，成為封裝市場主流。

目前主要晶圓代工廠商台積電、英特爾和三星積極擴充先進封裝產能。台積電宣布從2024年到2026年持續擴增CoWoS產能；英特爾在美國和馬來西亞新建封裝廠，並推出EMIB 2.5D／3.5D和Foveros 3D等新技術；三星推出I-Cube 2.5D／X-Cube 3D等新技術，並持續擴充先進封裝產線。

封測業者日月光、Amkor、力成等亦投資建置先進封裝產能。日月光2024年資本支出增長四至五成；Amkor在越南、南韓、美國和歐洲建造新廠，鎖定AI需求，提供先進的系統級封裝（SiP）封裝和測試解決方案；力成布局扇出型面板級封裝（FOPLP）和矽光子技術。

群創等面板業者也開始轉型，用玻璃基板生產製造重布線層（RDL）等技術拓展業務，投入FOPLP先進封裝市場。由於玻璃基板尺寸遠大於晶圓尺寸，可提供更大的先進封裝產能及成本優勢。

先進封裝產能需求持續成長，半導體設備與材料業者亦投入先進封裝技術領域，發展先進封裝與異質整合相關設備與材料，以滿足市場對先進封裝解決方案的需求。

台灣是全球半導體產業重要的生產基地，在先進封裝領域具有強大技術能量和市場地位，市場快速增長，除要注重先進封裝領域技術競爭力，更要提升產能擴充速度，並與半導體供應鏈合作，才能全球先進封裝市場中持續保持領先。

除先進封裝的生產技術與產能持續提升，異質整合對台灣半導體產業形成另一挑戰。首先，對IC設計業者而言，就形成兩大挑戰：一、台灣IC設計產業需加大在先進封裝和異質整合領域的研發投入，包括強化3D IC、Chiplet等IC設計能力，以及透過先進的電子設計自動化工具（EDA）來協助開發先進封裝晶片，並同步處理散熱等問題，進而將不同功能的小晶片透過先進封裝技術進行整合，讓自身IC晶片產品提升性能與功耗效率。

二、不同功能的小晶片通常來自於不同的海內外IC業者，如何取得晶片設計主導權並協請小晶片夥伴共同研發，或是配合主導業者提供可緊密整合的特殊功能小晶片，皆是IC設計業者須面對的關鍵挑戰。

台灣IC設計業者目前除少數幾家大型業者，多數是中小企業，資金與研發資源有限，造成在先進封裝產品技術開發上面臨挑戰。中小IC設計業者可專注於特定應用場景，開發低功耗客製化晶片設計或者特殊功能小晶片，來滿足生成式AI多樣化的需求。

此外，台灣中小IC設計業者要進入異質整合領域，除需要聚焦在專業化與差異化優勢外，也應積極參與國際展覽與技術論壇，展示其創新技術與產品原型，以提升品牌能見度，進一步開拓國際市場，或參與如UCIe等國際聯盟組織，透過合作或聯合開發計畫，成為國際大廠異質整合供應鏈中的關鍵合作夥伴，協助國際大廠切入尚未投入的利基領域，也有助於中小IC設計業者未來發展。（作者是資策會MIC資深產業分析師）

【未經MIC許可，不得轉載與作其他用途使用】