核心观点:
据中国台湾媒体《自由财经》报道,自 2025 年 1 月起,台积电将对其3nm、5nm 及 CoWoS 工艺的代工价格进行上调,预计涨幅将在 5%到 20%之间。
CoWoS 或迎来量/价/需求齐升,CoWoS-S 转向 CoWoS-L 趋势明显。
(1)量:根据 DIGITIMESResearch 数据,受云端 AI 加速器需求旺盛推动,2025 年全球对 CoWoS 及类似封装产能的需求或将增长 113%。主要供应商台积电、日月光科技控股(包括矽品精密工业、SPIL)和安靠正在扩大产能。根据DIGITIMESResearch 报告,到 2025 年第四季度末,台积电的月产能预计将增至6.5 万片以上 12 英寸晶圆当量,而安靠和日月光合用产能将增至 1.7 万片晶圆;英伟达是台积电 CoWoS 封装工艺最大客户,受惠于英伟达 Blackwell 系列GPU 量产,台积电将从 2025 年第四季开始由 CoWoS-S 转为 CoWoS-L 制程,使 CoWoS-L 成为台积电 CoWoS 技术的主要制程;英伟达对 CoWoS-L 工艺需求可能会从 2024 年的 3.2 万片晶圆大幅增加至 2025 年的 38 万片晶圆,同比增长 1018%。根据 DIGITIMESResearch 预计,2025 年第四季 CoWoS-L 将占台积电 CoWoS 总产能的 54.6%,CoWoS-S 为 38.5%,CoWoS-R 则为 6.9%。
(2)价:根据半导体创芯网数据,台积电 3nm 和 5nm 制程技术的价格将上升 5%到10%,CoWoS 工艺将涨价 15%到 20%(供不应求),这一调整既源于 AI 领域对计算能力的需求激增,也显示了制程技术成本的不断上升。
(3)需求:根据半导体纵横数据,英伟达占 CoWoS 整体供应量比重超过 50%,A100、H100 及BlackwellUltra 等产品均会采用 CoWoS 封装,2025 年英伟达将会推广采用CoWoS-L 技术的 B300 和 GB300 系列。AMD 的 MI300 采用台积电 SoIC(3D)和 CoWoS(2.5D)两种封装技术。此外,博通、微软、亚马逊、谷歌对于 CoWoS 也存有一定需求。
CoWoS-L 确保良好的系统性能同时避免大型硅中介层良率损失。
CoWoSL 中介层包括多个本地硅互连(LSI)芯片和全域再分布层(RDL),形成一个重组中介层(RI),以取代 CoWoS-S 中的单片硅中介层。LSIChiplet 与CoWoS-S 相比保留了亚微米级铜互连、硅通孔(TSV)和嵌入式深沟电容器(eDTC),以确保良好系统性能,同时避免大型硅中介层良率损失问题。
此外,在 RI 中引入穿绝缘体通孔(TIV)作为垂直互连,以提供比 TSV 更低的插入损耗路径。CoWoS-L 目前已成功实现采用 3 倍掩模尺寸(约 2500 平方毫米)的插接器,搭载多个 SoC/芯片模组和 8 个 HBM 方案。LSI 制造有两种路线,LSI-1 和 LSI-2,主要区别在于互连金属方案:
1)在制造 LSI-1 时,首先在300 毫米硅芯片上制造 TSV 和一层单大马士革铜金属(M1)。然后,用未掺杂硅酸盐玻璃(USG)作为介电层的双大马士革铜形成互连结构。在 LSI-1 金属方案中,双大马士革铜工艺提供的最小金属宽度/空间为 0.8/0.8μm,厚度为 2μm。
2)LSI-2 具有相同的 TSV 结构和 M1 金属方案。制造出 M1 层后,通过半新增工艺(SAP),以聚酰亚胺(PI)为介质层的铜 RDL 形成互连结构。SAP铜 RDL 的最小宽度/空间为 2/2μm,厚度为 2.3μm。
投资分析:
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