在ChatGPT、数据中心等带动下，高端GPU需求激增，GPU大厂英伟达迎来“甜蜜的烦恼”。近期，外媒报道由于先进封测产能吃紧，英伟达正考虑增加新供应商，分散HBM3及2.5D封装订单。

《The Elec》报道，据知情人士透露，英伟达正在与三星等潜在供应商进行洽谈，作为NVIDIA A100、H100 GPU 2.5D封装的二级供应商，其他候选供应商还包括美国封测业者Amkor Technology及日月光投控旗下封测厂矽品。

目前NVIDIA A100、H100 GPU完全由台积电代工生产，并使用台积电先进CoWoS封装技术。然而，随着生成式AI需求激增，台积电CoWoS产能严重吃紧，出现订单外溢到其他厂商的现象。

2022年12月，三星成立先进封装（AVP）部门，抢攻高端封测商机。知情人士表示，如果NVIDIA认可三星2.5D封装制程的良率，未来可能会将一成的AI GPU封测订单下单给三星。

面对先进封装CoWoS产能爆满，台积电计划将CoWoS产能扩张40%以上。报道指出，这表示三星必须尽快通过英伟达的供应商评估，否则订单可能落空。

此外，为提升整体AI服务器的系统运算效能，以及存储器传输带宽等，英伟达等高端GPU中大多选择搭载HBM。三星也有布局HBM，该公司计划今年开始量产HBM3，正在积极争取英伟达的HBM3订单。

受益于AI芯片与HBM需求带动，先进封装产能迎来发展机会。


三星抢夺先进封装产能

目前，英伟达A100、H100等AI GPU都是使用台积电的晶圆及其2.5D封装的前端工艺；而HBM芯片则是由SK海力士独家供应。

然而，台积电的产能无力承担所有2.5D封装工作量。日前也有报道指出，亚马逊AWS、博通、思科和赛灵思等公司都提高了对台积电CoWoS封装需求，台积电正积极扩产CoWoS。根据计划，台积电的2.5D封装产能有望扩大40%以上。

消息人士指出，英伟达正与二级供应商、替代供应商就产量与价格进行谈判，潜在供应商包括Amkor、日月光旗下矽品、三星的先进封装团队（AVP）。

其中，三星AVP团队向英伟达提出，可以为整个项目投入大量工程师，他们可接收英伟达从台积电采购的AI GPU晶圆，再从三星的存储芯片业务部门采购HBM3，最后用自家I-Cube 2.5D封装技术来完成这项产品；且团队还愿意为英伟达设计中间晶圆。

韩媒报道指出，若这笔交易成功实现，则三星有望获得英伟达大约10%的AI GPU封装量，但前提是，三星必须满足英伟达的要求，并通过其HBM3及2.5D封装的质量测试。

三星计划在今年晚些时候开始生产HBM3。公司CEO兼芯片部门负责人京基铉本月已通过公司内部聊天工具透露，公司HBM3产品被一位客户评为优秀产品，预计从明年开始，HBM3和HBM3P将为芯片部门的利润增长做出贡献。

三星还致力于在2025年前开发出无凸块封装（bump-less package）。这种封装主要针对高层 HBM，有助于降低封装的高度。


代工巨头“血拼”先进封装

半个多世纪以来，微电子技术大致遵循着“摩尔定律”快速发展。但近年来，随着芯片制程工艺的演进，“摩尔定律”迭代进度放缓，导致芯片的性能增长边际成本急剧上升。据IBS统计，在达到 28nm制程节点以后，如果继续缩小制程节点，每百万门晶体管的制造成本不降反升。

而另一方面，在摩尔定律减速的同时，计算需求却在暴涨。随着云计算、大数据、人工智能、自动驾驶等新兴领域的快速发展，对算力芯片的效能要求越来越高。

后摩尔时代，在计算需求瓶颈、芯片制造面临物理极限与经济效益边际提升多重挑战下，半导体行业开始探索新的发展路径。

其中，先进封装成为超越摩尔定律方向中的一条重要赛道。

先进封装在提高芯片集成度、缩短芯片距离、加快芯片间电气连接速度以及性能优化的过程中扮演了更重要角色，正成为助力系统性能持续提升的重要保障，并满足“轻、薄、短、小”和系统集成化的需求。

可见，随着大算力需求提升，以及单芯片向更先进制程推进难度的增大，先进封装替代先进制程成为降低单位算力成本的关键方案。

Yole Group最新的Advanced Packaging Market Monitor数据显示 ，全球先进封装市场规模将由2022年的443亿美元，增长到2028年的786亿美元，年复合成长率（CAGR）为10.6%。

市场潜力之下，前后道头部厂商纷纷抢滩，积极投资先进封装技术。

从晶圆代工厂商动态来看，在代工制程按照摩尔定律飞速发展的甜蜜期，封装并没有进入晶圆代工厂的视野。然而，近几年来随着摩尔定律失速，先进制程的成本快速提升，一些晶圆代工大厂的发展重心正在从过去追求更先进纳米制程，转向封装技术的创新。诸如台积电、英特尔、三星、联电等芯片制造厂商纷纷跨足封装领域，先进封装技术无疑成为代工巨头角逐的重要战场。


先进封装的市场现状

TrendForce 报告指出，聊天机器人等生成式 AI 应用 爆发式增长，带动 2023 年 AI 服务器开发大幅扩张。这种对高端 AI 服务器的依 赖，需要使用高端 AI 芯片，这不仅将拉动 2023~2024 年 HBM 的需求，而且预计 还将在 2024 年带动先进封装产能增长 30~40%。先进封装增速高于整体封装，2.5D/3D 封装增速居先进封装之首。

根据 Yole，2021 年，先进封装市场规模约 375 亿美元，占整体封装市场规模的 44%，预计到 2027 年将提升至占比 53%，约 650 亿美元，CAGR21-27为 9.6%，高于整体封装市场规模 CAGR21-27 6.3%。

先进封装中的 2.5D/3D 封装多应用于(x)PU, ASIC, FPGA, 3D NAND, HBM, CIS 等，受数据中心、高性能计算、自动驾驶等应用的驱动，2.5D/3D 封装市场收入规模 CAGR21-27高达 14%，在先进封装多个细分领域中位列第一。


从产业链分析先进封装的投资机会

先进封装处于晶圆制造与封测制程中的交叉区域，涉及 IDM、晶圆代工、封 测厂商。先进封装要求在晶圆划片前融入封装工艺步骤，具体包括应用晶圆研磨 薄化、重布线（RDL）、凸块制作（Bumping）及硅通孔（TSV）等工艺技术，涉及 与晶圆制造相似的光刻、显影、刻蚀、剥离等工序步骤，从而使得晶圆制造与封 测前后道制程中出现中道交叉区域。

1.封测端：

算力芯片广泛采用的 2.5D/3D 封装方案是对传统封装的重大升级，但封测厂商仍将扮演重要地位。

通富微电已经具备 7nm Chiplet 规模量产能力，并持续与 AMD 等龙 头厂商加深合作；长电科技推出 XDFOI™技术方案，已经实现国际客户 4nm 节点 Chiplet 产品的量产出货。

此外，先进封装加速了晶圆级封装的需求，国内诸多封测厂商都具备晶圆级封装能力，诸如长电科技、通富微电、华天科技、甬矽电子、盛合晶微等，有望迎来晶圆级封装的需求增量。

2.设备端：

Chiplet 技术带来芯片数量的增长，测试设备用量。此外 Chiplet 技术还增加了晶圆级封装的需求，诸多晶圆制造设备迎来需求增量。

1）晶圆级封装设备。晶圆级封装需要的设备与前道晶圆制造类似，涉及光 刻机、涂胶显影设备、薄膜设备、电镀设备、刻蚀设备、清洗设备、量测设备等。国产诸多公司都有相关业务：北方华创（刻蚀、薄膜、清洗等）、芯源微（涂胶 显影、清洗）、盛美上海（电镀、清洗、涂胶显影、抛光）、中科飞测（检测）等。

2）后道封测设备。Chiplet 封装依旧需要和传统封装类似的封装和测试环节，有望成为国产封测设备厂商成长的新动力，包括：封装设备厂商新益昌、ASMP； 测试设备厂商长川科技、华峰测控、金海通等。

3.材料端：

Chiplet 技术对芯片的高速互联需求增长，带来高速封装基板需求，此外高端封装耗材的用量亦会有所增加。

Chiplet 技术发展增大芯片封装面积，提升 ABF 载板用量。从生产端来看，日本、中国台湾和韩国主导了全球 ABF 载板生产，2021 年这三大地区的市场份额分别为 25%、44%和 9.9%。

未来随着 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等高性能运算芯片需求增长以及 Chiplet 技术的广泛应用，ABF 载板的需求量将进一步提升。国内厂商如华正新 材、生益科技、方邦股份、兴森科技、深南电路等正在加快核心技术研发，力争打破海外垄断格局。