AI与HPC技术推动先进封装行业发展

“随着人工智能(AI)和高性能计算(HPC)技术的迅猛发展，半导体行业也迎来了新的变革浪潮。”——这句话在2024年的今天，早已被喻为行业共识。

正是因为其对计算能力和能效提出了更高要求，导致传统封装技术已难以满足。而，先进封装技术(如CoWoS和SoIC)通过提升芯片间数据传输带宽和能效，满足了AI和HPC对高性能、高密度和低功耗的需求。

这些封装技术的发展不仅提高了芯片的性能和效率，还推动了市场竞争，使得各大半导体厂商纷纷扩展产能和技术投资，确保在激烈市场中的领先地位。

与此同时，知晓这一结果的背后原因：包括市场需求、主要厂商的扩展计划以及未来的行业前景，也成为了我们半导体从业者的必修课之一。

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AI和HPC市场的迅速扩展吸引了大量的投资和研发资源。

各大半导体公司争相推出更先进的技术和产品，以抢占市场份额。例如：NVIDIA和AMD等公司大力投资于台积电的先进封装能力，以确保其AI芯片的性能和市场竞争力。

从22年开始，全球云服务巨头如Amazon AWS、Microsoft、Google和Meta也在加紧建设其AI服务器，这进一步推动了对高性能芯片和先进封装技术的需求 。

为了应对不断增长的市场需求，半导体公司积极投资于先进封装技术的研发和产能扩展。

台积电、三星和英特尔等公司纷纷扩展其先进封装生产线，并引入新的技术以提高生产效率和产品性能。

OSAT公司(如ASE、Powertech Technology和KYEC)也在扩大其资本支出，购买先进的封装和测试设备，以提升其在市场中的竞争力 。

但，问题也随之产生，在市场需求与生产技术层面：随着AI技术应用革命导致的芯片质量与产量的需求呈指数增加，使得传统封装技术的局限性暴露无疑。

AI和HPC技术的崛起：

人工智能和高性能计算技术的快速发展，使得对高效能芯片的需求急剧增加

AI技术应用于各种领域，从自动驾驶、智能医疗到大数据分析，所有这些应用都需要强大的计算能力和快速的数据处理速度。这些需求对芯片提出了更高的要求，包括更高的带宽、更低的延迟和更强的计算能力。

传统封装技术的局限性：

传统的芯片封装技术已经难以满足这些高性能需求。

传统封装技术通常无法提供足够的带宽和热管理能力，而这些正是AI和HPC芯片所需的关键性能指标;因此，先进封装技术成为解决这一问题的关键。先进封装技术通过更高密度的互连、更好的热管理和更高的集成度，能够显著提升芯片性能。

道理总是千篇一律，但以台积电(TSMC)为首的部分半导体制造商或早已开始提前布局。

作为全球领先的半导体制造商，台积电(TSMC)在先进封装技术领域的布局尤为引人注目。

台积电的CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)和SoIC(System on Integrated Chips)封装技术在业界享有盛誉;这些技术不仅能够显著提升芯片性能，还能满足AI和HPC市场的高性能需求。

台积电的先进封装技术产能已经被NVIDIA和AMD等大客户预订至2025年

NVIDIA和AMD分别在其AI芯片中广泛应用台积电的CoWoS和SoIC技术，以提升其芯片的性能和竞争力。台积电预计，随着AI和HPC市场的进一步发展，其先进封装技术的需求将持续增长。

为了应对激增的市场需求，台积电正在大幅扩展其先进封装技术的产能。

到2023年底，台积电的CoWoS月产能已经提升至15000单位，预计到2024年第四季度将增至33000至35000单位;台积电计划到2025年将CoWoS的月产能提升至50000单位，而SoIC月产能将增至10000单位 。

几乎就在同一时间，更多的半导体后端专业组装和测试(OSAT)公司也在应用市场的驱动下积极扩展其先进封装能力，以满足市场需求。

ASE是全球最大的半导体封测厂商之一。

为了满足日益增长的AI和HPC芯片需求，ASE大幅增加了资本支出，购置了先进的封装和测试设备。

ASE致力于提升其在先进封装技术方面的能力;特别是在系统级封装(SiP)、晶圆级封装(WLP)和扇出型封装(FOWLP)等领域。这些技术能够提供更高的集成度和更好的性能，从而满足高性能计算和AI应用的需求 。

Powertech Technology(PTI)是全球领先的半导体封装和测试公司之一

PTI通过增加资本支出，投资于新设备和技术，以增强其先进封装能力。

PTI特别注重提升其在3D封装和高密度互连技术方面的能力，这些技术对于实现高性能和高能效的AI和HPC芯片至关重要;通过引入新的生产线和提升现有设备的性能，PTI能够更有效地满足市场对高性能封装技术的需求 。

KYEC(King Yuan Electronics Corp)也是全球知名的半导体封装和测试服务提供商。

为了应对市场需求的变化，KYEC积极投资于先进封装技术，特别是在高性能计算和AI芯片封装方面。

KYEC通过增加资本支出，购买先进的测试设备和封装材料，提高其生产能力和技术水平;这些投资使KYEC能够提供更高效、更高质量的封装服务，从而在激烈的市场竞争中保持领先地位 。

当然，仅按现在的应用端市场而言：由于AI和HPC市场的快速增长，市场对先进封装技术的需求仍远远超过了供应能力。

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环望全球应用端市场，以云服务巨头为例：如Amazon AWS、Microsoft、Google和Meta仍在加紧建设其AI服务器，这导致了对AI芯片的竞争加剧

为了获得足够的AI芯片，这些公司大力投资于TSMC的先进封装能力，以确保其AI服务器的性能和市场竞争力。

通过这一系列投资和技术升级，云服务提供商不仅提升了其服务器的计算能力和效率，也在激烈的市场竞争中保持了领先地位，为未来的技术发展和市场扩展奠定了坚实基础。

除了上述所说的云计算的普及外，边缘计算则为云计算的实际应用锦上添花

其能够在靠近数据源的地方进行数据处理，减少延迟并提高效率;边缘计算设备需要高效的芯片来处理实时数据，先进封装技术能够提供高性能和低功耗的解决方案，支持边缘计算的发展 。

特别是随着5G通信技术的普及、6G技术及相关低功耗蓝牙技术的研发和普及，更多的边缘计算设备对高性能、低延迟芯片的需求将进一步增加。先进封装技术能够满足类似设备对高带宽和高能效的要求，进而在推动通信技术的进步之余，使边缘计算设备的性能及功耗都得到优化。