誰在搶 CoWoS?

如果說過去十年半導體產業的主旋律是「摩爾定律」,那麼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,單純依靠製程微縮提升算力的路徑正在逼近物理極限。一顆AI晶片要同時裝下海量運算單元與高帶寬記憶體,傳統2D封裝早已力不從心。於是,HBM+CoWoS的黃金組合,幾乎成了所有高端AI晶片廠商的必選項。

從英偉達的Blackwell架構GPU,到AMD的MI系列加速器,再到雲端廠商自研的訓練晶片——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。

一場圍繞台積電CoWoS封裝產能的「卡位戰」,在全球晶片巨頭之間悄然打響。

為什麼非CoWoS不可?

CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)是台積電研發的2.5D先進封裝技術。簡單來說,它不再把晶片和記憶體直接焊在基板上,而是透過高密度的TSV(矽通孔)和微凸點,將GPU/ASIC等運算晶片與HBM記憶體晶片並排放置在一片中介層(Interposer)上,透過中介層內部密集的微細線路實現晶片間的高速互聯,最後整體封裝到基板上。

圖源:大道至簡不簡單

為什麼要多此一舉?傳統PCB電路板的線寬太粗,訊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,唯有矽中介層的超細線路才能負荷如此龐大的傳輸量。

2011年,台積電正式推出CoWoS,歷經多輪迭代,目前已形成CoWoS-S(整片矽中介層)、CoWoS-R(RDL中介層)和CoWoS-L(局部矽橋+有機基板)三類方案。其中CoWoS-L是目前主流方案——以「局部矽橋」替代超大單片矽中介層,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透過矽中介層直接互聯,帶寬可達傳統DDR的數十倍,徹底解決AI訓練中的「記憶體牆」問題;

  • **功耗更低:**訊號傳輸距離大幅縮短,資料搬運功耗顯著下降;

  • **整合度更高:**多顆Chiplet小晶片+多顆HBM可以在同一個封裝內協同,突破單顆晶片的面積限制。

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晶片。

誰在搶CoWoS?

根據摩根士丹利對供應鏈的調研與預測,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,兩年幾乎翻倍。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。

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都深度綁定台積電CoWoS-L製程。

同時,CoWoS-R主要用於英偉達的Vera CPU生產,預計出貨量達575萬顆,強勁的預訂量顯示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則用於Quantum和Spectrum交換器晶片。

整體來看,英偉達一家就包走了台積電過半的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%——絕對值在成長,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」走向多強並立。

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伺服器晶片放量,以及3D V-Cache和Chiplet架構的大規模採用,使得AMD對CoWoS的需求在一年內翻了三倍還多(成長307%)。

據悉,AMD在2027年的重點產品為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等非台積電的CoWoS製程,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,這大概能說明成長全部來自AMD自有產品線的爆發,FPGA產品線對CoWoS的需求似乎已趨於飽和,或技術路線轉向其他封裝方式。

Broadcom:網路晶片穩健成長

2026年,博通的產能需求是300千片,是CoWoS的第二大需求方;2027年預計將成長至484千片(同比成長61%),被AMD反超位列第三。

與前兩者不同,博通的主力產品並非GPU,而是高端網路交換器晶片。AI集群對800G、1.6T交換器的需求激增,推動博通的Tomahawk系列晶片全面轉向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)晶片的設計與代工業務,佔用CoWoS產能。

聯發科異軍突起

聯發科從40千片飆至180千片,成長350%。聯發科的爆發是這份榜單上最意外的看點,這家傳統的手機晶片巨頭正大舉進軍AI加速器市場,雲端與邊緣的ASIC晶片開始大規模採用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業務主要源於谷歌TPU v8t(ZebraFish),預計對應360萬顆出貨量。

AWS:雲端廠商自研晶片穩步上量

AWS兩條自研晶片產品線(Annapurna和Alchip)合計需求從88千片增至126千片,反映出Trainium訓練晶片與Inferentia推理晶片的持續迭代,代表雲端廠商擺脫對單一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:客製化ASIC暗流湧動

Marvell從17千片成長到64千片、GUC從14千片增至60千片,分別成長276%和329%。這兩家的暴增折射出一個趨勢:客製化AI ASIC市場正在爆發。Marvell的DPU與AI網路晶片、創意電子(GUC)的ASIC設計服務業務,都在大量消耗CoWoS產能。

越來越多的網路公司選擇自研AI晶片,而它們都需要透過設計服務廠來對接台積電的封裝產能。

Cisco:傳統賽道成長停滯

思科規模與增幅較小,需求僅從5千片增至6千片,反映出傳統網路設備與中低端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+博通佔據了絕大部分產能;

  • **ASIC與網路晶片是新增量:**聯發科、Marvell、GUC受惠AI交換器、高速互連晶片需求,封裝需求翻倍成長,增速遠超產業平均;

  • **雲端廠商自研晶片是長期變數:**雖然目前體量不算太大,但雲端自研大模型晶片持續擴產,同時也代表算力供應鏈去中心化的方向;

  • **傳統FPGA/網路設備:**Xilinx、Cisco需求停滯,傳統業務對高端CoWoS拉動有限。

從產業總量視角來看,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,整體成長約94%。兩年間全球CoWoS晶圓需求近乎翻倍,印證摩根士丹利對先進封裝賽道高成長的判斷。

當所有玩家都在往同一條賽道上擠,產能緊缺的問題自然浮出水面。

產能瓶頸:台積電跑得夠快,但還不夠

早已意識到CoWoS策略價值的台積電,已經在拼命擴產。

根據數據統計,2022年CoWoS月產能僅約1萬片,2025年已逼近7萬片。隨著台積電及其合作夥伴積極擴產,台積電的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),擴產主要集中在台南和嘉義,擴產規模將大幅超過此前水準。

台積電在擴產CoWoS的同時,也正積極推進產業領先的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,以因應大尺寸晶片的封裝需求。

台積電之外,其他陣營也在積極擴產:預計到2027年底,非台積電陣營(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,均側重於CoWoS-L和CoWoS-R。

可以看見,產業供應結構開始從台積電單點主導,轉向晶圓代工與封測廠並行擴容。UBS預估,CoWoS產業月產能預計將從2026年底16萬片增至2027年底的25萬片,一年增幅約56%。這輪擴產背後,Rubin、AMD Venice、Google TPU和Amazon Trainium正在同時增加封裝需求。

同時,在未來5年內,台積電CoWoS將持續以每年放大尺寸的節奏發展,以整合更多的邏輯與HBM。2026年已生產全球最大的5.5倍光罩尺寸CoWoS,良率超過98%,後續整合20個HBM的14倍光罩尺寸CoWoS將於2028年量產,以及可整合24個HBM、大於14倍光罩尺寸的版本,則於2029年就緒。

供應鏈透露,不僅CoWoS需求強勁,台積電的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。例如台積電的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),一年成長約89%,明顯快於同期產業月產能增幅。

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、壟斷與美國本土製造等風險。許多客戶已從先前幾乎獨供的台積電,將日月光、矽品科技、Amkor等列為溢出訂單對象,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他原因:一方面製程門檻高,CoWoS涉及大尺寸矽中介層、TSV通孔、微凸點鍵結等多項精密製程,良率爬坡需要時間;另一方面設備供應鏈很長,先進封裝所需的鍵結機、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多半是綁定關係,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:台積電CoWoS產能在2024-2026年持續處於滿產狀態,訂單能見度甚至已經排到了2027年。

在這種情況下,各大晶片廠商為了鎖定產能,不得不提前一年以上與台積電談判,甚至出現了「搶產能」優先級的產業潛規則。

還有一點需要關注的是,在CoWoS封裝需求上升的同時,前端先進製程也在變緊。

UBS指出,雲端AI產品佔台積電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都要先取得N3晶圓,之後才能進入CoWoS環節。

在這個過程中,客戶結構也在快速變化。英偉達佔台積電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佔比從38%降至14%。雖然消費電子仍有需求,但雲端AI正明顯提高對先進製程與後端封裝的雙重佔用。

因此,CoWoS供給能否跟上,取決於這些環節是否都能以相同節奏爬坡。

2027年底25萬片的產業月產能目標,需要先進製程晶圓供給、OSAT全流程良率、鍵結與量測設備交付同步兌現,也要等Rubin、Venice和TPU按計畫放量。需求來自更多客戶後,CoWoS擺脫了對單一GPU週期的依賴,但也增加了產品組合與排程複雜度。

近期業界有聲音傳出,台積電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,業界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依賴的矽中介層面臨三大難題:成本高、尺寸受限、易翹曲。12英寸矽中介層單片成本逾百美元,佔整體封裝成本一半以上。尤其是隨著AI晶片越做越大——NVIDIA B200的封裝面積已達單片矽中介層承載極限的3到4倍——矽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「局部矽橋+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並非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。尤其是在先進製程領域鏖戰多年的英特爾與三星,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(嵌入式多晶片互連橋接)技術正積極搶占市場。與CoWoS不同,EMIB透過局部嵌入式矽橋替代全尺寸中介層,實現晶粒間局部高速互連,良率更高,成本大幅降低。

圖源:岐人復盤

對比CoWoS,EMIB矽用量僅其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製程也在不斷演進迭代:

  • **EMIB(一代):**基礎矽橋,面向CPU+GPU/HBM一般非同質整合。

  • **EMIB-M(Matrix):**多橋陣列。當前6倍光罩,2026-2027年目標8-12倍,瞄準超大規模多晶粒AI晶片。

  • **EMIB-T(Through-Silicon-Via):**矽橋引入TSV實現垂直供電。電源與訊號從封裝底面直達晶片,抑制DC/AC噪聲串擾,契合AI加速器與資料中心晶片對帶寬和功耗的嚴苛要求。後段良率已爬至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厚玻璃晶粒+上下各10層RDL=20層電路),定位HPC與AI伺服器。

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也計畫導入EMIB;Meta也計畫在2028年的CPU中採用;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、系統整合、後端技術開發和後端製造,並直接向CEO陳立武彙報。

這項任命的核心意義在於,Intel正在把先進封裝提升為Foundry業務的重要成長點。AI加速器通常需要把邏輯晶片、HBM、I/O晶片和其他Chiplet整合到同一個封裝中,封裝平台能力直接影響客戶是否願意採用Intel Foundry。Intel將後端封裝獨立強化,有助於其在18A、14A和後續製程之外,提供更完整的系統級製造方案。

就全球格局而言,Intel不只是希望在前道製程上追趕台積電,也在嘗試透過EMIB、Foveros、EMIB-T和混合鍵合等後端技術,吸引AI ASIC、HPC和雲端服務客戶。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大晶片時代的封裝第二極,其「矽橋+玻璃基板」的雙線演進正在限制CoWoS的溢價空間。

Foveros則是Intel真正的3D堆疊技術,可實現邏輯晶片疊邏輯晶片。隨著英特爾IDM 2.0策略推進,其封裝業務也開始對外接單,直接對標台積電CoWoS和SoIC。

**三星的I-Cube **

三星的競爭優勢在於其能夠提供從HBM製造、邏輯製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記憶體產能優勢,三星正在全力爭取AI晶片客戶的封裝訂單,試圖形成「記憶體+封裝」的一體化競爭力。

圖源:冷酷的岩石

I-Cube利用矽中介層整合邏輯晶片與HBM,目前已能支援多達8個HBM堆疊的整合。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並縮減封裝高度。三星計畫到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。

不過有業界人士表示:「採用三星2.5D封裝平台的客戶,要麼出貨量很小,要麼只是幾個月的短期專案。在先進封裝決定晶片性能的時代,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,生產效率優於圓形晶圓。隨著AI晶片尺寸不斷增大,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,並著手開發面向超大晶片的「系統級面板(SoP)」,目前開發尺寸為415mm×510mm。

產業玩家的多元路線

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仍有差距,但在成本與產能彈性上具備優勢,正在蠶食中高端市場。

例如,日月光推出的VIPack™平台旨在支援從扇出型晶片封裝(FOCoS)到共封裝光學(CPO)的全方位異質整合需求。為了應對AI爆發帶來的產能短缺,日月光計畫在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。日月光也展示了先進的矽光子技術,透過將光學引擎直接整合在封裝基板上,大幅提升AI資料中心內部的資料傳輸效率。

安靠作為全球第二大OSAT,其策略重心在於與先進製程代工廠的緊密綁定。安靠與台積電簽署了諒解備忘錄,將在其亞利桑那州新廠為台積電提供封裝與測試支援,從而縮短晶圓跨太平洋運輸的周轉時間。安靠在高性能運算領域的研發重點包括RDL中介層技術和橋接技術(如Connect-S),目前已有多家運算與網路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,能夠為下一代智慧型手機與車載ADAS系統提供輕薄且高效的互連方案。

這些路線並非完全競爭且彼此互斥,而是針對不同應用提供服務。高端AI GPU更重視帶寬、良率和成熟度;客製化AI ASIC可能更重視成本、供貨彈性和多供應商策略;消費電子與邊緣AI產品則更重視尺寸、成本和批量製造能力。

可以預見,未來的先進封裝市場不會是台積電一家獨大,而將呈現多技術路線、多供應商並存的格局。

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迫切性。

好消息是,國內正在全力追趕,且在先進封裝賽道上並非從零起步。

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,也正在透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。

與台積電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晶片與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。當晶片不再追求單顆極致大,而是透過多顆小晶片拼接實現高性能,封裝的價值占比將持續提升——這恰恰是國內封測產業累積深厚的領域。

寫在最後

CoWoS的爭奪戰,遠未結束。

台積電在擴產,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後,將深刻影響未來十年的AI晶片格局。而對於國內產業來說,這既是挑戰,也是不可錯過的歷史機遇。

本文來源:半導體產業觀察

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