臺積電 （Taiwan Semiconductor Manufacturing Company） 公布了 1000 億美元的投資，這是美國歷史上最大的單筆外部投資，引起了全球的關(guān)注。

臺積電生產(chǎn)了世界上 90% 以上的先進(jìn)半導(dǎo)體芯片，為從智能手機(jī)和人工智能 （AI） 應(yīng)用到武器的所有應(yīng)用提供動力，它將在亞利桑那州等地建造兩家新的先進(jìn)封裝工廠。

以下是您需要了解的有關(guān)先進(jìn)封裝技術(shù)的所有信息，隨著全球 AI 的狂熱，先進(jìn)封裝技術(shù)的需求呈指數(shù)級增長，以及這對美國和中國之間爭奪 AI 主導(dǎo)地位的斗爭意味著什么。

雖然兩國已宣布暫時(shí)休戰(zhàn)，將破壞性的三位數(shù)關(guān)稅取消 90 天，但由于在美國實(shí)施的芯片限制和其他問題上的持續(xù)爭執(zhí)，兩國關(guān)系仍然緊張。

什么是先進(jìn)封裝？

上個(gè)月，在臺北舉行的一年一度的貿(mào)易展 Computex 上，芯片制造商英偉達(dá) （Nvidia） 的首席執(zhí)行官黃仁勛告訴記者，“先進(jìn)封裝對 AI 的重要性非常高”，并宣稱“沒有人比我更努力地推動先進(jìn)封裝”。

封裝通常是指半導(dǎo)體芯片的制造工藝之一，這意味著將芯片密封在保護(hù)外殼內(nèi)并將其安裝到進(jìn)入電子設(shè)備的主板上。

具體來說，先進(jìn)封裝是指允許將更多芯片（如圖形處理單元 （GPU）、中央處理器 （CPU） 或高帶寬內(nèi)存 （HBM））更緊密地放置在一起的技術(shù)，從而提高整體性能、加快數(shù)據(jù)傳輸速度并降低能耗。

將這些芯片視為公司內(nèi)的不同部門。這些部門彼此越近，人們在它們之間穿梭和交流想法就越容易，花費(fèi)的時(shí)間就越短，運(yùn)作效率就越高。

“你試圖把芯片盡可能地放在一起，你也在采用不同的解決方案，使芯片之間的連接變得非常容易，”總部位于亞洲的私人投資公司 TrioOrient 的副總裁 Dan Nystedt 告訴 CNN。

在某種程度上，先進(jìn)封裝延續(xù)了摩爾定律，即隨著芯片制造工藝的突破變得越來越昂貴和困難，微芯片上的晶體管數(shù)量將每兩年翻一番。

雖然先進(jìn)封裝技術(shù)有很多種，但 CoWoS 是 Chips-on-Wafer-on-Substrate 的縮寫，由臺積電發(fā)明，可以說是自 OpenAI 的 ChatGPT 首次亮相以來最知名的，它引發(fā)了人工智能的狂熱，它甚至成為當(dāng)?shù)丶矣鲬魰缘拿?，促?AMD 首席執(zhí)行官 Lisa Su 表示，該島是“唯一可以說 CoWoS 并且每個(gè)人都能理解的地方”。

為什么先進(jìn)封裝如此重要？

先進(jìn)封裝在科技界已成為一件大事，因?yàn)樗_保需要大量復(fù)雜計(jì)算的 AI 應(yīng)用程序運(yùn)行無延遲或故障。

CoWoS 對于生產(chǎn) AI 處理器是必不可少的，例如 Nvidia 和 AMD 生產(chǎn)的用于 AI 服務(wù)器或數(shù)據(jù)中心的 GPU。

“如果你愿意，你可以稱它為 Nvidia 打包過程。幾乎所有制造 AI 芯片的人都在使用 CoWoS 工藝，“Nystedt 說。

這就是對 CoWoS 技術(shù)的需求猛增的原因。因此，臺積電正在爭先恐后地提高產(chǎn)能。

在 1 月份訪問中國臺灣時(shí)，黃仁勛告訴記者，目前可用的先進(jìn)封裝產(chǎn)能“可能是”不到兩年前的四倍”。

“打包技術(shù)對計(jì)算的未來非常重要，”他說?！拔覀儸F(xiàn)在需要非常復(fù)雜的先進(jìn)封裝，才能將許多芯片組裝成一個(gè)巨大的芯片?！?/p>

這對美國有什么好處？

如果說先進(jìn)制造是芯片制造領(lǐng)域的一塊拼圖，那么先進(jìn)封裝就是另一塊拼圖。

分析人士表示，在亞利桑那州擁有這兩塊拼圖意味著美國將擁有芯片生產(chǎn)的“一站式商店”，并加強(qiáng)其人工智能武器庫的地位，使臺積電的一些頂級客戶蘋果、英偉達(dá)、AMD、高通和博通受益。

“它確保美國擁有從先進(jìn)制造到先進(jìn)封裝的完整供應(yīng)鏈，這將有利于美國在人工智能芯片方面的競爭力，”市場研究公司 Digitimes Research 的分析師 Eric Chen 告訴 CNN。

由于對人工智能至關(guān)重要的先進(jìn)封裝技術(shù)目前僅在臺灣生產(chǎn)，因此在亞利桑那州擁有這些技術(shù)還可以降低潛在的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

“CoWoS 不會把所有雞蛋都放在一個(gè)籃子里，而是在臺灣和美國，這會讓你感到更加安全和有保障，”Nystedt 說。

CoWoS 是如何發(fā)明的？

雖然 CoWoS 最近才迎來了它的時(shí)刻，但這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)存在了至少 15 年。

這是由 Chiang Shang-yi 領(lǐng)導(dǎo)的工程師團(tuán)隊(duì)的心血結(jié)晶，Chiang Shang-yi 曾在臺積電任職兩次，并從公司退休，擔(dān)任聯(lián)合首席運(yùn)營官。

Chiang 于 2009 年首次提出開發(fā)該技術(shù)，試圖在芯片中安裝更多晶體管并解決性能瓶頸。

但是當(dāng)它被開發(fā)出來時(shí)，由于與之相關(guān)的高成本，很少有公司采用這項(xiàng)技術(shù)。

“我只有一個(gè)客戶......我真的變成了一個(gè)笑話（在公司里），我承受了很大的壓力，“他在 2022 年為加利福尼亞州山景城計(jì)算機(jī)歷史博物館錄制的口述歷史項(xiàng)目中回憶道。

但 AI 的繁榮扭轉(zhuǎn)了 CoWoS 的局面，使其成為最受歡迎的技術(shù)之一?！敖Y(jié)果超出了我們最初的預(yù)期，”Chiang 說。

在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中，專門從事封裝和測試服務(wù)的公司被稱為外包半導(dǎo)體封裝和測試 （OSAT） 公司。

除了臺積電之外，韓國的三星和美國的英特爾，以及包括中國長電科技集團(tuán)、美國的 Amkor 和臺灣的 ASE Group 和 SPIL 在內(nèi)的 OSAT 公司都是先進(jìn)封裝技術(shù)的主要參與者。