台積電 CoWoS 先進封裝產能全滿,NVIDIA 搶佔逾六成份額

台積電 CoWoS(晶圓上晶片封裝基板,Chip-on-Wafer-on-Substrate)先進封裝產能已達全額使用,所有可用產能配額皆已鎖定至 2026 年底。此波需求激增幾乎完全由人工智慧與高效能運算應用的爆炸性成長所驅動,僅 NVIDIA 一家便搶佔台積電 CoWoS 總產出逾六成份額。其餘主要客戶包括 Google、Amazon Web Services 及 MediaTek,已陸續取得其餘產能配額,市場幾乎已無散量產能可供新客戶採購。

創紀錄的需求與產能數據

台積電過去兩年積極擴充 CoWoS 產能,然而需求成長速度持續超越供給。業界分析師估計,台積電 CoWoS 月產能於 2025 年底已達約 2 萬片晶圓,相較 2023 年的月產能約 8,000 片,成長近三倍。儘管產出大幅提升,產能配額等候名單卻不減反增。NVIDIA 的 H100、H200 及次世代 Blackwell GPU 平台均仰賴 CoWoS 封裝技術,以矽中介層(silicon interposer)整合高頻寬記憶體(HBM)堆疊與邏輯晶片,使 CoWoS 成為 AI 晶片供應鏈中的關鍵瓶頸。逾六成產能集中於單一客戶手中,反映出 NVIDIA 在 AI 加速器市場的絕對主導地位,以及提前鎖定封裝產能在產品上市策略上的重要性。

產業影響與競爭格局演變

CoWoS 產能吃緊正在重塑半導體產業的競爭格局。Google 及 Amazon 等雲端超大規模業者已被迫自行研發 AI 加速器——Google TPU 系列與 Amazon Trainium、Inferentia 晶片——部分原因正是為了取得獨立於 NVIDIA 供應鏈之外的專屬封裝產能配額。MediaTek 躋身 CoWoS 客戶名單,亦顯示先進封裝技術在新一代行動與邊緣 AI 應用中的重要性與日俱增。此情況同時加速了替代先進封裝技術的投資:英特爾的 EMIB 與 Foveros 平台、三星的 I-Cube 與 X-Cube 方案,以及新興的 CoW(晶圓上晶片)技術,皆獲得尋求供應鏈替代方案的無晶圓廠晶片設計業者重新關注。台積電本身亦宣布將持續擴充 CoWoS 產能至 2027 年,包括在亞利桑那州新建晶圓廠產能,以及持續在台灣擴產。

半導體材料供應鏈所受衝擊

CoWoS 產能全滿已對整個半導體材料供應鏈產生連鎖效應。先進封裝製程消耗的特殊材料用量遠高於傳統封裝:

  • 矽中介層需要超高純度矽基板,以及用於細線路層平坦化的特種化學機械研磨(CMP)漿料
  • 微凸塊(micro-bump)及混合鍵合(hybrid bonding)製程需要先進焊料材料、助焊劑化學品,以及具備精確熱學與機械特性的底部填充膠(underfill resin)
  • HBM 整合需要能承受高功率 AI 工作負載熱應力的特種黏合劑與封膠材料
  • 矽穿孔(TSV)製程有賴高純度銅電鍍化學品及蝕刻氣體,包括氯系與氟系化合物

上述特種材料的供應商正面臨前所未有的訂單量,多項材料類別的交貨期已大幅延長。隨著台積電持續提升 CoWoS 產能,並且競爭對手晶圓廠同步擴大各自的先進封裝產能,預計此波需求高峰將延續至 2027 年。

對於富宸材料等半導體材料公司而言,台積電持續的產能吃緊局面代表一個重大且具持久性的市場機遇。異質整合與先進封裝架構的趨勢並非單一產品週期所帶動的短暫現象,而是反映出半導體設計與製造方式在傳統電晶體微縮接近物理極限時的根本性變革。能夠供應 CoWoS 及相關先進封裝技術所需之特種氣體、濕製程化學品、化學前驅體及製程材料的企業,將在產業投入數十億美元擴充此關鍵製造能量的過程中,獲得可觀的商機與成長動能。