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台积电5.5倍光罩尺寸CoWoS封装量产

良率超过98%
2026-08-12
来源:芯智讯

8月11日,OCP APAC高峰会(2026 OCP APAC Summit)开幕,台积电先进封装技术暨服务副总经理何军发表主题演讲,谈论了在人工智能(AI)浪潮下台积电如何解决制程挑战难题,并透露5.5倍光罩尺寸CoWoS封装已量产,且良率稳定维持在98%以上。

何军幽默表示,短短几年CoWoS已成为中国台湾家喻户晓的名词,因此他自我介绍时都说是“那个搞CoWoS的人”。三年前,台积电董事长魏哲家指派他接手台积电的后段封装营运,那时AI还没来临,他以为工作会很轻松,只要加速技术移转、升级当时较老旧的封装厂即可,但想不到后来AI爆发,3D IC、CoWoS等先进封装需求高涨,他手上已经拥有10座先进封装厂。他也坦言,“这是一段非常不可思议的旅程”。

为加快3DFabric制造能力的扩张,以满足客户的高需求,台积电CoWoS近年来产能的年复合增长率超80%,SolC产能的年复合增长率更是高达90%以上。

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何军坦言,全球正在见证一个转变,从以数据中心为核心的AI训练,走向将AI嵌入日常装置,包括智能手机、PC、AR、VR、机器人以及汽车。

AI演进不只带来机会也带来挑战,目前业界通过小芯片(Chiplet)突破光罩尺寸(reticle size)限制,并通过模拟电路与运算内存块分离,降低迁移至最新硅制程技术的成本门坎。

在这当中,必须通过先进算法进行芯粒配对,以截断自然产生的元件变异,进而在封装层级提供更加一致的性能。换言之,整合的Chiplet越多,平均效应就越好。何军笑称,每天管理10座先进硅晶圆厂,如同在经营全球最大的在线交友服务,客户会提供非常复杂的算法,要求找出每一颗芯粒的灵魂伴侣,而台积电必须通过全球制造网络,把这些芯粒收集起来、准时交付,并进一步提升系统性能。

何军强调,目前客户对台积电良率相当满意,也接近客户产能需求。

在AI浪潮下,台积电于2026年成功量产5.5倍光罩尺寸CoWoS封装,且良率稳定维持在98%以上,到2029年预期会推进至14倍光罩尺寸以上。同时,SoIC通过混合键合提供超过50倍互连密度及5倍能源效率,并于2025年进入6微米(µm)间距,到2029年进一步推进至4.5微米(µm)间距。

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何军话锋一转,表示制程微缩下遇到许多挑战,如何确保维持良率,以及在异质整合中如何整合不同材料特性的元件,都是挑战。他表示,随着封装尺寸逐渐变大,任何微小的缺陷对良率的影响都会被放大,加上不同热膨胀系数与机械特性的材料元件放在一起,恐使应力梯度与翘曲问题日趋严峻。

此外,内存、ABF基板等材料短缺,对晶圆代工厂来说,如何增加供应链的多样性亦是挑战之一,但这也相应出现材料不匹配等问题。何军也呼吁,需要各界共同推动整个产业改善供应对供应(supply-to-supply)的匹配,以及制程稳定性。

何军指出,为了让故障率控制在可接受范围内,每一个封装元件质量都要超越车规等级,这使“系统技术协同最佳化”(STCO)变得更加重要。举例来说,当CoWoS封装外形尺寸变大,SoIC也随之扩大,而台积电与客户合作开发创新盖板(lid)设计、选择TIM(热界面材料),以控制系统整合所需的封装翘曲问题,并提供更好的散热性能。

由于系统限制与元件层级的限制不同,元件层级的验证已不再足够。何军表示,几年前曾遇过同一颗芯片导入不同系统后,芯粒边缘竟会扩大崩裂,这是元件层级时无法发现的问题,因此需要OCP平台搜集各界意见,提供精确的系统边界条件回馈,让芯片层级能持续创新,以更好支持各位的系统需求。

何军还表示,台积电计划在技术量产前一年,会确定元件验证与技术验证的范围,并依据客户假设与输入信息,设定系统边界条件。在量产前六季,将公布边界条件并收集各界回馈,并邀请系统整合商、设备及材料供应商共同参与平行开发,确保进行验证时能持续回馈,并随即做出反应。

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