由于前所未有的人工智能(AI)芯片的需求,市场对英伟达H100这样的数据中心GPU的需求大幅度提高,为此台积电(TSMC)不断针对性地兴建新设施,以满足客户的订单需求。随着今年英伟达新一代Blackwell架构GPU的到来,市场对CoWoS封装的需求有增无减。

据Trendforce报道,微软、谷歌、亚马逊和Meta等大型云端服务供应商不断扩大人工智能基础设施,今年预计总资本支出达到了1700亿美元,随之而来的是AI芯片的需求激增和硅中介层面积的增加,单个12英寸晶圆可生产的芯片数量正在减少,这也导致台积电的CoWoS产能依然供不应求。

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英伟达新款Blackwell架构产品即将到来,包括GB200、B100和B200等多款新品,预计会消耗更多的CoWoS产能。此前有报道称,台积电计划2024年全面提升封装产能,预计年底每月产能将达到4万片,相比于2023年提升至少150%。此外,台积电已经在规划2025年的CoWoS产能计划,很可能还要实现倍增,其中英伟达的需求占据了一半以上。

目前一般的CoWoS封装里,需要在GPU芯片周围放置多个HBM芯片,而HBM芯片也被认为是瓶颈之一。随着堆叠层数和极紫外光刻(EUV)应用的增加,技术难度也随着HBM的迭代而升级。根据存储器制造商的规划,HBM3/3E的堆叠层数将从HBM2/2E的4到8层升至8到12层,未来HBM4更是进一步升至16层。

由于双重瓶颈的存在,短时间内很难克服AI GPU供应不足的问题。其他代工厂也在提出一些解决方案,希望能缓解封装产能不足的问题,比如英特尔使用矩形玻璃基板来取代传统的12英寸晶圆中介层,但是还需要大量的准备工作,并且要等待行业参与者的合作。