台积电开创性的 CoWoS 封装:颠覆性电力,2025 年将超越日月光
序言
半导体封装领域即将迎来一场由台积电 CoWoS 技术进展引领的变革。根据投资公司伯恩斯坦的最新预测,由于人工智能芯片需求的增长,高级封装的需求激增将使台积电在 2025 年成为封装领域的翘楚,预计收入将占公司总收入的 10%。这一里程碑预示台积电将超越目前的领导者日月光,自身声称成为全球最大的封装供应商。在最近的台积电 2025 科技论坛上,这一突破性的 CoWoS 技术得以揭开面纱,标志着高端芯片封装技术的革命性突破,预示着激烈的跨行业竞争即将开始。这篇文章深入探讨台积电在封装技术上的进步及其未来。
懒人包
台积电的 CoWoS 技术正在改变封装产业,如预测于 2025 年达到新高度。策略性合作和 电力效率的突破 标志着新时代的开始。
主体
台积电凭借其尖端半导体解决方案的全球声誉,正凭借其 CoWoS(晶圆基板上的晶片)封装技术开辟一个新时代。根据伯恩斯坦最新分析的预测,受 AI 驱动的高级封装需求将提升台积电在该领域的贡献,预计到 2025 年将占公司收入的 10%。这一举动意义重大,因为台积电将超越目前的领导者日月光,成为封装领域的首屈一指的实体。
在台积电 2025 科技论坛上,高级副总裁兼联席运营长张晓强介绍了下一代 CoWoS 蓝图。此前描述为类似于"披萨结构",涉及 GPU、HBM 记忆体、硅中介层和基板,CoWoS 正处于大幅进化的时代。未来的版本承诺从一个简单的互联媒介转变为一个多功能的计算核心,能够整合多种 IC 功能。
一项突破性创新是集成电压调节器(IVR)技术。通过将电力元件直接嵌入芯片内,这项技术显著提高了电力效率和热设计,为 AI 芯片应用的重大进步铺平了道路。张晓强解释说,将电压调节器靠近处理器最大化了电力调节效率,预示着行业的"结构性转变"。
然而,这一转变引发了类似于过去科技行业的震荡。京瓷的科技领导者伊恩·詹恩指出,"台积电在先进工艺方面的实力使其卓然不群,其在先进封装领域的主导地位可能即将到来。"这一策略映射了历史性事件,类似于苹果在开发 Wi-Fi、蓝牙和电源 IC 方面的策略举措,最终重塑了行业格局,并促使竞争者如高通和博通退出特定市场。如今,随着台积电与英伟达的合作,预示着新一波竞争重组的来临。
在这次转型中,英伟达发挥着关键的战略合作伙伴作用。其工程师设计了基于 16 纳米工艺的 IVR 元件,并将其嵌入 100 微米厚的硅中介层内。尽管面临巨大的技术挑战,即使英伟达的工程师也在挣扎于可行性,但进展依然继续。
在 CoWoS 中,广泛的电力转换和整流产生巨大的热能。为了解决这些问题,台积电正在推进冷却解决方案,包括微通道冷却和液冷系统,这可能会成为未来 AI 芯片的标准。
如英伟达的 GB200 NVL72 这样显著的尝试体现了这些发展,但由于液冷系统不成熟,生产延迟。分析人士将此看作英伟达首席执行官黄仁勋在追求技术突破过程中的高风险举措的一部分。
在推动供应链的过程中,黄仁勋的目标是推出一台能处理 72 个 GPU 作为单一计算单元的超高效 AI 计算机。
数据中心的能效目标变得至关重要。张晓强指出,能效是 AI 竞争力的关键指标。台达电子的副总裁兼总经理陈应远表示,英伟达的下一代服务器可能每架消耗高达 1 MW,这与一个数据中心的整体耗能等同于一个核电厂的输出。
现有的电网到芯片的电力转换效率仅为 87.6%,留下 12.4% 的能源作为热量,因此有效的冷却解决方案变得至关重要。因此,对 AI 数据中心的电力系统进行全面改革,如英伟达倡导的 HVDC(高电压直流)800 伏电力系统,变得刻不容缓。
台达的最新技术在这一框架内将效率提高到 92.5%,代表了 5% 的能源节省,并减少热负荷 40%。
随着台积电和英伟达加强封装集成,其连锁反应回荡于整个供应链,引发如英飞凌向高端电力元件的自用转移的变化,标志着竞争的加剧。
由台积电 CoWoS 技术支撑的集成策略正在重塑 AI 半导体产业。这一关键转型预示着在接下来的几年中全球封装和电力设计景观的焦点。
关键见解表
面向 | 描述 |
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台积电的收入预测 | 预计到 2025 年,CoWoS 技术将贡献台积电总收入的 10%。 |
新技术创新 | IVR 技术的集成提高了电力效率,支持高级 AI 芯片封装。 |