虽然近日由台积电董事长暨总裁魏哲家带头,在美国半导体产业协会(SIA)颁发「罗伯特·诺伊斯奖」(Robert N. Noyce Award)典礼上疾呼先进制程产能「不够、不够、还是不够」,但至少如今在ASICs封装需求上,还有EMIB方案加入,不再只有CoWoS一家解方。
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| 随着云端服务业者(CSP)加速自研ASIC,开始考量从TSMC主导的CoWoS方案,转向Intel的EMIB技术。 |
根据TrendForce今(25)日公布最新研究,目前AI HPC(高效能运算)对异质整合的需求主要仰赖先进封装达成,其中的关键技术即是TSMC的CoWoS解决方案。但随着云端服务业者(CSP)加速自研ASIC,为整合更多复杂功能的晶片,对於封装面积的需求不断扩大,已有CSP开始考量从TSMC的CoWoS方案,转向Intel的EMIB技术。
TrendForce表示,有别於现行CoWoS方案将主运算逻辑晶片、记忆体、I/O等不同功能的晶片,以中介层(Interposer)方式连结,并固定在基板上,已发展出CoWoS-S、CoWoS-R与CoWoS-L等技术。
随着NVIDIA Blackwell平台2025年进入规模量产,目前AI HPC市场需求旺盛,也导致CoWoS面临产能短缺、光罩尺寸限制,以及价格高昂等问题。从而高度倾向内嵌矽中介层的CoWoS-L,NVIDIA下世代的Rubin亦将采用,并进一步推升光罩尺寸。
此外,依TrendForce观察,目前除了CoWoS多数产能长期由NVIDIA GPU占据,其他客户遭排挤;加上封装尺寸、与地缘政治下的美国在地制造需求,也促使Google、Meta等北美CSP开始积极与Intel接洽EMIB解决方案。
相较於TSMC挟技术优势,主导CoWoS先进封装前期市场,Intel主推的EMIB则拥有面积、成本等多项优势。首先是结构简化,EMIB舍弃昂贵且大面积的中介层,直接将晶片使用内嵌在载板的矽桥(Bridge)方式互连,简化整体结构,比起CoWoS良率更高。
其次是热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)问题较小,由於EMIB只在晶片边缘嵌矽桥,整体矽比例低。因此矽与基板的接触区域少,导致热膨胀系数不匹配的问题较小,较不容易产生封装翘曲与可靠度挑战。
加上EMIB在封装尺寸也较具优势,相较於CoWoS-S仅能达到3.3倍光罩尺寸、CoWoS-L目前发展至3.5倍,预计在2027年达9倍。EMIB-M已可提供6倍光罩尺寸,并预计2026~2027年可支援到8~12倍。价格部分,则因EMIB舍弃价格高昂的中介层,能为AI客户提供更具成本优势的解决方案。
然而,因EMIB技术也受限於矽桥面积与布线密度,可提供的互连频宽相对较低、讯号传输距离较长,并有延迟性略高的问题,所以目前仅ASIC客户较积极在评估洽谈导入。
TrendForce指出,随着Google决议在2027年TPUv9导入EMIB试用,Meta亦积极评估规划用於其MTIA产品,EMIB技术有??为IFS业务带来重大进展。至於NVIDIA、AMD等对於频宽、传输速度及低延迟需求较高的GPU供应商,仍将以CoWoS为主要封装解决方案。