CoWoS是什麼？為何輝達、超微搶著要？一次看懂CoWoS封裝技術

2024 年 6 月輝達（NVIDIA）執行長黃仁勳來台灣參加台北國際電腦展（COMPUTEX），當時業界傳出一則消息，在他到台積電拜訪時，向對方要求開設輝達專屬的 CoWoS 產線，卻遭台積電高層拒絕，氣氛一度尷尬。

除了黃仁勳想要 CoWoS 外，市調公司集邦科技（TrendForce）在 2023 年指出，超微半導體（AMD）、博通（Broadcom）等 AI 科技巨頭，也紛紛向台積電追加 CoWoS 訂單。在 2024 年台積電 Q2 法說會，董事長魏哲家還表示，CoWoS 供給吃緊，在 2024 年、2025 產能都將倍增。講到這裡，或許你會想，到底什麼是 CoWoS、為什麼這些科技大廠搶著要？

CoWoS 是什麼？讓摩爾定律延續的封裝技術

CoWoS 是台積電研發的一種先進封裝技術，也是讓晶片效能繼續提升的重要武器。半導體產業有「摩爾定律」，即每 24 個月，晶片能容納的電晶體（晶片的最小單位）數量會增加一倍，進而提升晶片效能。然而，要在晶片內放入更多電晶體，就要把它的尺寸愈做愈小，但現在的電晶體大小已經接近物理極限，例如台積電預計於 2026 年量產的 A16 製程（ 電晶體的閘極長度為 1.6 奈米的製程，1 奈米相當於頭髮直徑的 10 萬分之ㄧ ），讓這項定律被挑戰；除了從製程下手，研發人員也轉往開發先進封裝技術，讓電晶體不用愈變愈小，晶片效能也可以繼續提升。

CoWoS 的全名為「Chip-on-Wafer-on-Substrate」，根據知識力科技執行長曲建仲解釋，CoWoS 可以拆分為「CoW」和「WoS」兩種技術，CoW 為 Chip-on-Wafer，是將晶片放在矽中介板上，這個矽中介板負責傳遞多個晶片之間的訊號， WoS 則是 Wafer-on-Substrate，把矽中介板放在載板上。相較於傳統封裝常見的 2D 水平封裝技術，CoWoS 藉由把晶片堆疊到矽中介板上，讓晶片的距離更接近，因此封裝完後的成品體積更小，也能提高通訊和資料傳輸速度，使效能更好。

CoWoS 包含 2.5D 與 3D 兩種封裝模式（如下圖所示）， 如果把晶片當成房子來比喻，可以把傳統 2D 封裝技術想成一間間散落在不同地方的房子，這些房子分布在各自的基板上，彼此之間的溝通需要透過較長的路徑。CoWoS 的 2.5D 封裝則是把這些房子都集中到一個社區（同一塊矽中介板），雖然房子仍然是水平排列，但它們被集中到一個更近的範圍內。3D 封裝則是把晶片堆疊起來，變成一棟大樓的概念。

曲建仲指出，目前 CoWoS 技術能做到的是將記憶體晶片堆疊起來，這些被堆疊起來的記憶體晶片就叫做高頻寬記憶體（HBM，High Bandwidth Memory），也是近年因 AI 時代來臨，備受關注的記憶體晶片。

此外，台積電還一個繼 CoWoS 後受到高度關注的封裝技術 SoIC，它是業界第一個高密度 3D 小晶片堆疊技術，傳出 ADM 為客戶之一。曲建仲指出，SoIC 的重點在於可以將處理器與記憶體晶片垂直堆疊，或將處理器與處理器晶片垂直堆疊，再縮小晶片體積，提升效能，也是目前台積電在先進封裝技術的重要武器。

CoWoS 用在哪？受惠於輝達、蘋果等大客戶，台積電仍居主導地位

〈AI 晶片技術專利系列一台積電的 CoWoS 技術獨霸世界〉指出，CoWoS 應用領域廣泛，包含 AI 伺服器、數據中心、5G 通訊、物聯網、車用電子等，主要用於 7 奈米（先進製程）以下的晶片，例如輝達的 AI 晶片架構 Blackwell 就採用 CoWoS 封裝技術，以及超微、蘋果、博通等科技巨頭都是客戶，這些客戶為因應 AI 發展，需開發出算力更好、效能更佳的晶片，就需要先進封裝技術配合。

集邦科技指出，得益於這些大客戶，台積電在先進封裝技術有主導地位，且能繼續透過大量訂單來提升技術；相比之下，英特爾（Intel）缺乏代工經驗，要擴大先進封裝市場份額，仍處於劣勢，而三星（Samsung）則是因為在先進製程有良率不佳的問題，讓客戶在考慮把封裝外包給它時會有疑慮。

CoWoS概念股有哪些？

資料來源：TechoVedas 1、TechoVedas 2、科技產業資訊室、TrendForce 1、TrendForce 2、台積電YouTube頻道、富邦證券

核稿編輯：王宥筑