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为什么台积电一定要自己把 CoWoS 做大?
过去几十年,半导体性能增长的核心逻辑相对简单:缩小晶体管尺寸,在同等面积内容纳更多晶体管。然而在 AI 时代,这条路径虽仍重要,却已不足以支撑需求。
大模型需要的并非单颗 GPU 的无限膨胀,而是计算 Die、HBM、I/O Die、网络芯片乃至未来光学引擎的协同工作。CoWoS 正是承担这一角色的关键技术。台积电将其定义为整合多个 SoC 与 HBM、提升计算能力及内存带宽的核心 HPC 封装技术。
因此,先进封装在 AI 时代已成为芯片架构的一部分,这也是台积电无法将此业务完全交给传统 OSAT(外包半导体组装和测试)厂商的原因。若台积电能生产出最先进的 N3、N2 计算芯片,却因 CoWoS 产能不足而无法交付成品 GPU,那么前道制程扩产创造的价值将被后道瓶颈锁死。
TrendForce 数据显示,截至 2026 年,全球 2.5D 先进封装仍处于紧张状态。预计台积电到 2027 年将继续大幅扩大 CoWoS 产能;供应链估算显示,2026 年底其月产能可能达到 12 万至 14 万片,但供需缺口依然存在。
台积电扩产 CoWoS,旨在将 AI 芯片产业链中最后一个可能限制先进制程出货的“窄门”掌握在自己手中。公司明确表示,将根据客户的前道晶圆需求和高端封装需求统筹安排产能,并与 OSAT 合作扩充供给。其战略思路并非吞并所有传统封装业务,而是牢牢掌控最关键的技术平台和客户接口,利用 OSAT 释放部分产能压力。
一旦 AI 芯片围绕台积电的制程、CoWoS、HBM、基板、测试及 EDA 流程完成设计验证,更换封装平台的代价将远高于传统封装时代。CoWoS 对台积电而言,是在晶圆代工护城河之外,挖掘的第二道护城河。
台积电的多层战略意图考量
台积电重仓 CoWoS 的核心价值在于:充足的先进封装产能能促使客户下达更多先进节点 GPU/ASIC 晶圆订单,从而提升 N5/N3/N2/A16 等前道产能利用率并增强客户黏性。在 AI 时代,CoWoS 让先进计算晶体管获得了足够的数据吞吐、更低的互连能耗和更大的本地内存容量。
AI 算力越高,先进封装的经济价值越显著。对于数万美元级的计算设备,减少几个百分点的内存等待时间,都可能带来巨大的系统级价值。
① 占据 AI 芯片最大价值份额
Blackwell、Rubin 等旗舰 GPU 的瓶颈已非晶圆投片量,而是封装环节。重仓 CoWoS 意味着台积电将“前道 + 后道”整条价值链攥在手中,形成一站式闭环:客户一旦采用 N3/N2 制程,几乎只能依赖 CoWoS 封装,即便涨价也难以转移订单。
② 用产能分配权绑定并排序客户
产能分配背后是一套精密的客户制衡术:英伟达作为 CoWoS 最早的共同定义者,占据约 60% 产能;AMD 约占 8%;博通、Marvell 则因承接谷歌、Meta 的 ASIC 订单跻身顶级 VIP 行列。此举既深度绑定英伟达,又扶持 AMD 和 ASIC 阵营以分散单一客户风险。
③ 以 Co-design 构筑“联合定义”壁垒
台积电的真正护城河在于与英伟达、AMD 从芯片架构设计阶段就开始的协同。Die-to-Die 互连、中介层尺寸、HBM 堆叠数量均由双方共同定义。这意味着竞品即使造出同等封装,客户芯片架构也已与 CoWoS 工艺深度耦合,迁移成本极高。
④ 为“后摩尔时代”提前卡位
CoWoS 只是 3DFabric 平台的一极。支持 20 个 HBM 堆栈的 14 倍光罩 CoWoS 预计 2028 年投产,24-HBM 版本将于 2029 年面世;同时,面板级封装 CoPoS 已进入研发产线验证,预计 2027 年中试产,英伟达 Feynman 平台将是首个客户。
三星、英特尔和 OSAT 走向不同道路
未来先进封装竞争难有某一条技术路线“通吃”。英特尔试图利用局部硅桥降低成本,三星希望发挥垂直整合优势,日月光等 OSAT 则从成本、中立性和第二供应源需求切入。
三星:垂直整合的理论优势
三星最大的王牌是同时拥有先进逻辑、HBM、Foundry 和先进封装业务。其 2.5D Cube-S 方案可集成逻辑芯片与 HBM,另有基于硅桥和 RDL 的 Cube-E、Cube-R,以及 3D Cube-T、Cube-H。三星甚至能将逻辑、存储和封装打包提供给客户。
若未来 Custom HBM 愈发重要,存储、逻辑和封装的协同设计将成为三星反攻的切入点。目前,三星已完成 3.3 倍光罩面积 Cube-S 方案的资格认证,可支持最多 8 颗 HBM,并继续开发更大尺寸版本。然而,其在先进逻辑制程的规模、客户生态以及量产信任度上,与台积电仍存在差距。
英特尔:桥接路线的成本博弈
英特尔选择了另一条路线:EMIB 不使用整块巨大的硅中介层,而是在需要高速连接的位置嵌入局部硅桥,再结合 Foveros 进行 3D 堆叠。这种结构在成本和尺寸扩展上对大型 Chiplet 系统具有潜在吸引力。
2026 年,英特尔设立专门领导层负责先进封装与系统集成,并将 advanced packaging 提升至更高战略位置。其形成了 EMIB 与 Foveros 两条互补路线:EMIB 采用局部硅桥连接相邻 Chiplet,无需铺设完整大面积硅中介层;Foveros Direct 利用 Cu-Cu 混合键合实现垂直 3D 堆叠,两者结合可形成 EMIB 3.5D 架构。
该路线通过仅在关键位置部署硅桥,有望降低材料和成本压力,打造差异化能力。目前 EMIB-T 第一层互连凸点间距已缩至 25 微米,封装尺寸达 120×120 毫米,单封装集成超过 9 倍光罩面积的计算与存储硅,HBM4e 速度超 12Gb/s,UCIe 达 64Gb/s。但 EMIB-T 仍需在大客户量产良率、HBM 兼容性及与外部晶圆厂协同等方面证明实力。
OSAT:开放性与中立性的第三条道路
ASE(日月光)、Amkor 等 OSAT 厂商走的是第三条道路,最大优势在于开放性和客户中立。ASE 的 VIPack 体系已覆盖 RDL Fan-Out、硅桥、2.5D/3D 及 CPO。
日月光旗下的 FOCoS-Bridge 利用 fan-out RDL 结合局部硅桥,试图以灵活结构替代完整的大面积硅中介层,该技术已实现亚微米级 die-to-die 互连。由于不绑定特定晶圆代工厂,OSAT 在制造灵活性及潜在成本上具备优势。
然而,OSAT 面临的最大问题是缺少台积电那种“先进节点 + 封装+EDA+ 客户产品路线图”的完整闭环。短期内,它们更可能成为 CoWoS 扩产的协作者和溢出产能承接者,而非完全取代台积电。
台积电的优势在于,已将 CoWoS 从单一封装技术扩展为由先进制程、SoIC、HBM、Chiplet、EDA/IP 和规模量产共同组成的综合平台。
结尾
AI 时代的竞争,正从单一芯片性能比拼转向整个计算系统能力的较量。CoWoS 之所以成为台积电的重点布局方向,不仅因为封装需求的增长,更因其连接了先进制程、HBM、Chiplet 以及客户生态,成为系统级创新的关键枢纽。
部分资料参考:Reuters、TrendForce、Tom's Hardware

