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如果說過去十年半導體行業的主旋律是“摩爾定律”,那么當下最響亮的關鍵詞一定是先進封裝。
隨著大模型參數從百億級狂飆至萬億級,單純依靠工藝微縮提升算力的路徑正在逼近物理極限。一顆AI芯片要同時裝下海量計算單元與高帶寬內存,傳統2D封裝早已力不從心。于是,HBM+CoWoS的黃金組合,幾乎成了所有高端AI芯片廠商的必選項。
從英偉達的Blackwell架構GPU,到AMD的MI系列加速器,再到云廠商自研的訓練芯片——誰能拿到足夠的CoWoS產能,誰才能在AI算力競賽中真正站穩腳跟。
一場圍繞臺積電CoWoS封裝產能的“卡位戰”,在全球芯片巨頭之間悄然打響。
為什么非CoWoS不可?
CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)是臺積電研發的2.5D先進封裝技術。簡單來說,它不再把芯片和內存直接焊在基板上,而是通過高密度的TSV(硅通孔)和微凸點,將GPU/ASIC等計算芯片與HBM內存芯片并排放置在一片中介層(Interposer)上,通過中介層內部密集的微細線路實現芯片間的高速互聯,最后整體封裝到基板上。
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圖源:大道至簡不簡單
為什么要多此一舉?傳統PCB電路板的線寬太粗,信號傳輸距離和速度都受限。一顆GPU往往需要同時連接多顆HBM,帶寬需求高達每秒數TB,唯有硅中介層的超細線路才能負荷如此龐大的傳輸量。
2011年,臺積電正式推出CoWoS,歷經多輪迭代,目前已形成CoWoS-S(整片硅中介層)、CoWoS-R(RDL中介層)和CoWoS-L(局部硅橋+有機基板)三類方案。其中CoWoS-L是當前主流方案——以“局部硅橋”替代超大單片硅中介層,在降低翹曲與成本的同時,支持更大的封裝面積和更多的HBM堆疊。
這套架構的核心優勢非常明顯:
帶寬提升:HBM與GPU通過硅中介層直接互聯,帶寬可達傳統DDR的數十倍,徹底解決AI訓練中的“內存墻”問題;
功耗更低:信號傳輸距離大幅縮短,數據搬運功耗顯著下降;
集成度更高:多顆Chiplet小芯片+多顆HBM可以在同一個封裝內協同,突破單顆芯片的面積限制。
可以說,沒有CoWoS,或許就沒有今天動輒數千億參數的大模型訓練芯片。
誰在搶CoWoS?
根據摩根士丹利對供應鏈的調研預測,2026年全球關鍵客戶CoWoS晶圓總需求約為138.4萬片,到2027年將飆升至268.2萬片,兩年近乎翻倍。這場產能爭奪戰的參與者,早已從單一的GPU廠商蔓延至整個AI算力產業鏈。
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按關鍵客戶劃分的全球CoWoS產能需求預測
英偉達:仍是主角,但份額正在稀釋
不難看到,英偉達(NVIDIA)仍是絕對主角。
2026年英偉達對CoWoS的產能需求是780千片,2027年躍升至1200千片,穩居第一。從Hopper到Blackwell以及最新的Rubin架構,每一代GPU都深度綁定臺積電CoWoS-L工藝。
同時,CoWoS-R主要用于英偉達的Vera CPU生產,預計出貨量達575萬顆,強勁的預訂量表明Vera CPU出貨量將近乎翻倍,對CoWoS-R產能需求也達100千片以上;CoWoS-S則用于Quantum和Spectrum交換機芯片。
整體來看,英偉達一家就包走了臺積電過半的CoWoS產能。
但值得注意的是,英偉達在整體需求中的占比將從2026年的約56%下降至2027年的約45%——絕對值在漲,但份額占比正在被稀釋。這意味著,CoWoS市場格局正在從英偉達“一家獨大”走向多強并立。
AMD:2027年最大黑馬,增量直追英偉達
如果說英偉達是存量王者,AMD就是最兇猛的追趕者。
AMD 在2026年的CoWoS產能僅130千片,2027年暴增至530千片,400千片的增量幾乎與英偉達(442k)持平;主要驅動力來自AMD MI 系列 AI 服務器芯片放量,以及3D V-Cache和Chiplet架構的大規模采用,讓AMD對CoWoS的需求在一年內翻了三倍還多(增長307%)。
據悉,AMD在2027年重點產品為MI455,年底少量生產MI500(Arcadia);針對AMD的Venice CPU領域,AMD主要依靠ASE/SPIL、Amkor等非臺積電的CoWoS工藝,產能從5萬片激增至27萬片,預計對應675萬顆CPU產量,主要受Agentic AI需求驅動。
有趣的是,被AMD收購的Xilinx的10k片需求原地不動,這大概能說明增長全部來自AMD自有產品線的爆發,FPGA產品線對CoWoS的需求似乎已飽和,或技術路線轉向其他封裝方式。
Broadcom網絡芯片穩健增長
2026年,博通的產能需求是300千片,是CoWoS的第二大需求方;2027年預計將增長至484千片(同比增長61%),被AMD反超位列第三。
與前兩者不同,博通的主力產品并非GPU,而是高端網絡交換芯片。AI集群對800G、1.6T交換機的需求激增,推動博通的Tomahawk系列芯片全面轉向CoWoS先進封裝。此外,博通也在協助谷歌TPU v7(Ironwood)和v8i(SunFish),以及谷歌TPU v7(Ironwood)和v8i(SunFish)芯片的設計和代工業務,占用CoWoS產能。
聯發科異軍突起
聯發科從40千片飆至180千片,增長350%。聯發科的爆發是這張榜單上最意外的看點,這家傳統的手機芯片巨頭正大舉進軍AI加速器市場,云端和邊緣的ASIC芯片開始大規模采用CoWoS,增速在所有頭部客戶中位列第一。
有供應商透露,聯發科的ASIC業務主要是源于谷歌TPU v8t(ZebraFish),預計對應360萬顆出貨量。
AWS:云廠商自研芯片穩步上量
AWS兩條自研芯片產品線(Annapurna和Alchip)合計需求從88千片增至126千片,反映出Trainium訓練芯片與Inferentia推理芯片的持續迭代,代表著云廠商擺脫對單一GPU供應商依賴的決心,只是增速相對頭部廠商更為溫和。
Marvell與GUC:定制ASIC暗流涌動
Marvell從17千片增長到64千片、GUC從14千片增至60千片,分別增長276%和329%。這兩家的激增折射出一個趨勢:定制化AI ASIC市場正在爆發。Marvell的DPU與AI網絡芯片、創意電子(GUC)的ASIC設計服務業務,都在大量消耗CoWoS產能。
越來越多的互聯網公司選擇自研AI芯片,而它們都需要通過設計服務廠來對接臺積電的封裝產能。
Cisco:傳統賽道增長停滯
思科體量和增幅較小,需求僅從5千片增至6千片,反映出傳統網絡設備與中低端FPGA對高端CoWoS的拉動有限。這部分市場正在逐步被AI相關需求所擠壓。
整體來看,CoWoS的需求結構正在發生深刻變化:
AI GPU陣營是基本盤:英偉達+AMD+博通占據了絕大部分產能;
ASIC與網絡芯片是新增量:聯發科、Marvell、GUC受益AI交換機、高速互連芯片需求,封裝需求翻倍增長,增速遠超行業平均;
云廠商自研芯片是長期變量:雖然當前體量不算太大,但云端自研大模型芯片持續擴產,同時也代表著算力供應鏈去中心化的方向;
傳統FPGA/網絡設備:Xilinx、Cisco需求停滯,傳統業務對高端CoWoS拉動有限。
從行業總量視角來看,全球頭部關鍵客戶對CoWoS的產能需求從2026年的合計約 138.4萬片,增至2027年合計約 268.2萬片,整體增長約 94%。兩年間全球CoWoS晶圓需求近乎翻倍,印證了摩根士丹利對先進封裝賽道高增長的判斷。
當所有玩家都在往同一條賽道上擠的時候,產能緊缺的問題自然浮出水面。
產能瓶頸:
臺積電跑得夠快,但還不夠
早已意識到CoWoS戰略價值的臺積電,已經在拼命擴產。
據數據統計,2022年CoWoS月產能僅約1萬片,2025年已逼近7萬片。隨著臺積電及其合作伙伴積極擴產,臺積電的CoWoS月產能到2026年有望達到創紀錄的12萬至14萬片晶圓,2027年進一步增至17萬片/月(部分規劃顯示2027年底產能將達20萬片/月),擴產主要集中在臺南和嘉義,擴產規模將大幅超過此前水平。
臺積電在擴產CoWoS的同時,正積極推進行業領先的CoPoS(Chip on Panel on Substrate)面板級封裝技術,試點生產線預計2026年6月完成調試,最早2028-2029年實現大規模量產,以應對大尺寸芯片的封裝需求。
臺積電之外,其它陣營也在積極擴產:預計到2027年底,非臺積電陣營(ASE/SPIL、Amkor等)的CoWoS產能將擴張至每月8萬片(80kwpm)。其中ASE/SPIL從2026年底的30kwpm增至50kwpm,Amkor從20kwpm增至30kwpm,均側重于CoWoS-L和CoWoS-R。
能看到,行業供應結構開始從臺積電單點主導,轉向晶圓代工與封測廠并行擴容。UBS預計,CoWoS行業月產能預計將從2026年底16萬片增至2027年底的25萬片,一年增幅約56%。這輪擴產背后,Rubin、AMD Venice、Google TPU和Amazon Trainium正在同時增加封裝需求。
與此同時,在未來5年內,臺積電CoWoS將持續以每年放大尺寸的節奏發展,以整合更多的邏輯和HBM。2026年已生產全球最大的5.5倍光罩尺寸CoWoS,良率超過98%,后續整合20個HBM的14倍光罩尺寸CoWoS將于2028年量產,以及可整合24個HBM、大于14倍光罩尺寸的版本,則于2029年就緒。
供應鏈透露,不僅CoWoS需求強勁,臺積電的SoIC及CoPoS進度也很快,讓設備供應鏈訂單期望能見度直接到了2030年。例如臺積電的SoIC產能也在持續擴產,此前預估2027年月產能約由1萬片拉升至2萬片,最新則傳出上調至至5萬片,英偉達包下大量產能。
然而,新增產能很快就會面對更大的訂單池。
據UBS測算,CoWoS產能總需求將從2026年的130.7萬片增至2027年的247.5萬片(上文摩根士丹利預測為268.2萬片),一年增長約89%,明顯快于同期行業月產能增幅。
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圖源:UBS
據供應鏈透露,目前CoWoS供需缺口約20%,預計到2026年底才能收窄至約10%。另有機構測算,2027年產能缺口可能擴大至約70萬片,超過30%。
有供應鏈廠商指出,即使CoWoS月產能上調至20萬+片,也難以滿足所有客戶訂單需求,加上仍存在擴產、壟斷與美國本土制造等風險。很多客戶已從先前幾乎獨供的臺積電,將日月光、矽品科技、Amkor等列為外溢訂單對象,建立先進封裝第二供應路徑。
另一方面,擴產速度跟不上需求也存在其它原因:一方面工藝門檻高,CoWoS涉及大尺寸硅中介層、TSV通孔、微凸點鍵合等多項精密工藝,良率爬坡需要時間;另一方面,設備供應鏈長,先進封裝所需的鍵合機、檢測設備交期長達一年以上,不是有錢就能立刻擴產;同時,CoWoS與HBM大多時候是綁定關系,SK海力士、三星的HBM產能跟不上,CoWoS產能再大也無法出貨。
這就導致了一個尷尬的局面:臺積電CoWoS產能在2024-2026年持續處于滿產狀態,訂單能見度甚至已經排到了2027年。
在這種情況下,各大芯片廠商為了鎖定產能,不得不提前一年以上與臺積電談判,甚至出現了“搶產能”優先級的行業潛規則。
還有一點需要關注的是,在CoWoS封裝需求上升的同時,前端先進制程也在變緊。
UBS指出,云端AI產品占臺積電N3需求的比例將從2026年的35%升至2027年的72%,兩年平均產能利用率分別約108%和109%。Rubin、Vera CPU、Google TPU與Trainium都要先獲得N3晶圓,隨后才能進入CoWoS環節。
在這個過程中,客戶結構也在快速變化。英偉達占臺積電N3產能的比例預計從2026年的10%升至2027年的30%,Broadcom從10%升至16%;同期Apple占比從38%降至14%。雖然消費電子仍有需求,但云端AI正明顯提高對先進制程和后端封裝的雙重占用。
因此,CoWoS供給能否跟上,取決于這些環節是否都能按同一節奏爬坡。
2027年底25萬片的行業月產能目標,需要先進制程晶圓供給、OSAT全流程良率、鍵合與量測設備交付同步兌現,也要等Rubin、Venice和TPU按計劃放量。需求來自更多客戶后,CoWoS擺脫了對單一GPU周期的依賴,卻增加了產品組合和排期復雜度。
近期業界有聲音傳出,臺積至今仍未確立設備商的訂單分配,供應商如坐針氈,擔心形成降價搶單氛圍,同時設備下單至生產出貨時程,至少7~9個月,業內擔心可能難以如期交付設備。
此外,比產能更棘手的問題是技術與成本瓶頸。
據悉,CoWoS依賴的硅中介層面臨成本高、尺寸受限、易翹曲三大難題。12英寸硅中介層單片成本逾百美元,占整體封裝成本一半以上。尤其是隨著AI芯片越做越大——NVIDIA B200的封裝面積已達單片硅中介層承載極限的3到4倍——硅中介層的尺寸瓶頸已難以回避。下一代Rubin GPU尺寸更大,目前只能靠“局部硅橋+有機基板”的方式應急。
英特爾、三星“磨刀霍霍”
CoWoS產能吃緊,也給了競爭對手機會。
CoWoS并非2.5D封裝的唯一答案,競爭對手們正在加速布局自己的替代方案。尤其是在先進制程領域鏖戰多年的英特爾和三星,在先進封裝這塊巨額的市場蛋糕與產能缺口面前,磨刀霍霍。
英特爾的EMIB與Foveros
英特爾擁有自己的2.5D/3D封裝技術矩陣。
其中,EMIB(嵌入式多芯片互連橋接)技術正積極搶占市場。與CoWoS不同,EMIB通過局部嵌入式硅橋替代全尺寸中介層,實現芯粒間局部高速互連,良率更高,成本大幅降低。
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圖源:岐人復盤
對比CoWoS,EMIB硅用量僅其1/3-1/5,單顆成本低30%-50%;EMIB-M已支撐6倍光罩尺寸,預計2026-2027年達8-12倍;熱膨脹失配風險低,翹曲問題少,良率已突破90%。
EMIB工藝也在不斷演進迭代:
EMIB(一代):基礎硅橋,面向CPU+GPU/HBM一般異構集成。
EMIB-M(Matrix):多橋陣列。當前6倍光罩,2026-2027年目標8-12倍,瞄準超大規模多芯粒AI芯片。
EMIB-T(Through-Silicon-Via):硅橋引入TSV實現垂直供電。電源與信號從封裝底面直達芯片,抑制DC/AC噪聲串擾,契合AI加速器與數據中心芯片對帶寬和功耗的嚴苛要求。后段良率已爬至90%以上。
EMIB+玻璃基板:2026年初首發,78×77mm巨型封裝(2倍標準光罩),“10-2-10”堆疊(800μm厚玻璃芯+上下各10層RDL=20層電路),定位HPC與AI服務器。
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圖源:岐人復盤
在市場進展方面,2026年英特爾EMIB-T封裝已拿下Google下一代TPU的訂單;英偉達下一代GPU Feynman也計劃導入EMIB;Meta也計劃在2028年的CPU中采用;SK海力士正與英特爾合作測試EMIB,以降低對CoWoS的依賴。
近日,英特爾宣布任命李錫熙為Intel Foundry執行副總裁,負責先進封裝、系統集成、后端技術開發和后端制造,并直接向CEO陳立武匯報。
這一任命的核心意義在于,Intel正在把先進封裝提升為Foundry業務的重要增長點。AI加速器通常需要把邏輯芯片、HBM、I/O芯片和其他Chiplet集成到同一封裝中,封裝平臺能力直接影響客戶是否愿意采用Intel Foundry。Intel將后端封裝獨立強化,有助于其在18A、14A和后續制程之外,提供更完整的系統級制造方案。
對全球格局而言,Intel并不只是希望在前道制程上追趕臺積電,也在試圖通過EMIB、Foveros、EMIB-T和混合鍵合等后端技術,吸引AI ASIC、HPC和云服務客戶。先進封裝可能成為Intel重新進入高端客戶供應鏈的切入口。
有業內人士表示,EMIB正從CoWoS替代選項躍遷為AI大芯片時代的封裝第二極,其“硅橋+玻璃基板”的雙線演進正在制約CoWoS的溢價空間。
Foveros則是Intel真正的3D堆疊技術,可實現邏輯芯片疊邏輯芯片。隨著英特爾IDM 2.0戰略推進,其封裝業務也開始對外接單,直接對標臺積電CoWoS和SoIC。
三星的I-Cube
三星的競爭優勢在于其能夠提供從HBM制造、邏輯制程代工到先進封裝的完整“交鑰匙”方案。
三星的SAINT(Samsung Advanced Interconnect Technology)家族涵蓋了I-Cube(2.5D)和X-Cube(3D)技術,背靠自身HBM內存產能優勢,三星正在全力爭取AI芯片客戶的封裝訂單,試圖形成“內存+封裝”的一體化競爭力。
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圖源:冷酷的巖石
I-Cube利用硅中介層集成邏輯芯片與HBM,目前已能支持多達8個HBM堆棧的集成。針對下一代HBM4,三星正積極推進混合鍵合技術,以取代傳統的微凸點堆疊,旨在提升熱耗散能力并縮減封裝高度。三星計劃到2026年將其HBM月產能大幅提升至25萬片,以期在高性能AI加速器市場奪回主導權。
不過有行業人士表示:“采用三星 2.5D 封裝平臺的客戶,要么出貨量很小,要么只是幾個月的短期項目。在先進封裝決定芯片性能的時代,三星亟需加強這一領域的競爭力。”
對此,三星正將2.5D封裝的技術路線從傳統的晶圓級封裝(WLP)轉向面板級封裝(PLP)。PLP使用方形大尺寸面板,面積利用率高,生產效率優于圓形晶圓。隨著 AI 芯片尺寸不斷增大,PLP的適用性將進一步提升。三星正在推進將Cube技術從WLP改為 PLP,并著手開發面向超大芯片的“系統級面板(SoP)”,目前開發尺寸為415mm×510mm。
行業玩家的多元路線
此外,ASE(日月光)、Amkor(安靠)等封測巨頭也在發展類似的2.5D封裝方案,雖然在最尖端性能上與CoWoS尚有差距,但在成本與產能靈活性上具備優勢,正在蠶食中高端市場。
例如,日月光推出的VIPack?平臺旨在支持從扇出型芯片封裝(FOCoS)到共封裝光學(CPO)的全方位異質集成需求。為了應對AI爆發帶來的產能短缺,日月光計劃在2025年投入超過60億美元的資本支出,重點在高雄及中科廠區擴充類CoWoS產能。日月光還展示了先進的硅光子技術,通過將光學引擎直接集成在封裝基板上,大幅提升了AI數據中心內部的數據傳輸效率。
安靠作為全球第二大OSAT,其戰略重心在于與先進制程代工廠的緊密綁定。安靠與臺積電簽署了諒解備忘錄,將在其亞利桑那州新廠為臺積電提供封裝與測試支持,從而縮短晶圓跨太平洋運輸的周轉時間。安靠在高性能計算領域的研發重點包括RDL中介層技術和橋接技術(如Connect-S),目前已有多家計算與網絡客戶進入資格認證階段,預計2026年實現大規模量產。此外,安靠在高密度扇出(HDFO)領域具有顯著優勢,能夠為下一代智能手機和車載ADAS系統提供輕薄且高效的互連方案。
這些路線并非完全競爭和互相互斥,而是針對性的服務于不同應用。高端AI GPU更重視帶寬、良率和成熟度;定制AI ASIC可能更重視成本、供貨彈性和多供應商策略;消費電子和邊緣AI產品則更重視尺寸、成本和批量制造能力。
可以預見,未來的先進封裝市場不會是臺積電一家獨大,而將呈現多技術路線、多供應商并存的格局。
中國先進封裝如何破局
當先進封裝被攥在少數幾家廠商手中時,國內半導體產業自然也無法置身事外。CoWoS的產能緊缺與技術壁壘,恰恰折射出中國在先進封裝領域加速突破的緊迫性。
好消息是,國內正在全力追趕,且在先進封裝賽道并非從零起步。
長電科技、通富微電、華天科技等封測巨頭均已布局2.5D/3D封裝、Chiplet等技術路線,部分產品已進入量產階段。例如,長電科技2026年6月宣布投資78億元在上海臨港建設高端先進封裝工廠,聚焦2.5D/3D堆疊、HBM3e、Chiplet與CPO四大方向。
此外,盛合晶微、甬矽電子、晶方科技等本土企業,也正在通過各具特色的先進封裝能力,提升本土供應鏈價值。大基金三期已將先進封裝列入重點支持方向。
與臺積電CoWoS相比,中國廠商在最高端AI GPU封裝中或許仍存在HBM協同、良率控制和客戶生態差距,但在國產AI芯片和特色應用中具備更強的本地客戶貼近度。
更重要的是,Chiplet架構的普及為國內產業提供了一個“換道超車”的窗口。當芯片不再追求單顆極致大,而是通過多顆小芯片拼接實現高性能,封裝的價值占比將持續提升——這恰恰是國內封測產業積累深厚的領域。
CoWoS的爭奪戰,遠未結束。
臺積電在擴產,英特爾、三星、日月光在追趕,國內在奮力突圍。誰能在先進封裝這場競賽中笑到最后,將深刻影響未來十年的AI芯片格局。而對于國內產業來說,這既是挑戰,也是不容錯過的歷史機遇。
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