根據 TrendForce 最新研究,AI HPC (高效能運算) 對異質整合的需求仰賴先進封裝達成,其中的關鍵技術即是 TSMC 的 CoWoS 解決方案。然而,隨著雲端服務業者 (CSP) 加速自研 ASIC,為整合更多複雜功能的晶片,對封裝面積的需求不斷擴大,已有 CSP 開始考量從 TSMC 的 CoWoS 方案,轉向 Intel 的 EMIB 技術。

TrendForce 表示,CoWoS 方案將主運算邏輯晶片、記憶體、I / O 等不同功能的晶片,以中介層 (Interposer) 方式連結,並固定在基板上,目前已發展出 CoWoS-S、CoWoS-R 與 CoWoS-L 等技術。隨著 NVIDIA Blackwell 平台 2025 年進入規模量產,目前市場需求已高度傾向內嵌矽中介層的 CoWoS-L,NVIDIA 下世代的 Rubin 亦將採用,並進一步推升光罩尺寸。

AI HPC 需求旺盛導致 CoWoS 面臨產能短缺、光罩尺寸限制,以及價格高昂等問題。TrendForce 觀察,除了 CoWoS 多數產能長期由 NVIDIA GPU 占據、其他客戶遭排擠,封裝尺寸、以及地緣政治下的美國在地製造需求,也促使 Google、Meta 等北美 CSP 開始積極與 Intel 接洽 EMIB 解決方案。

TSMC 挾技術優勢主導先進封裝前期市場,Intel 以面積、成本優勢應戰

相較於 CoWoS,EMIB 擁有數項優勢:首先是結構簡化,EMIB 捨棄昂貴且大面積的中介層,直接將晶片使用內嵌在載板的矽橋 (Bridge) 方式進行互連,簡化整體結構,相對於 CoWoS 良率更高。其次是熱膨脹係數 (Coefficient of Thermal Expansion, CTE) 問題較小,由於 EMIB 只在晶片邊緣嵌矽橋,整體矽比例低,因此矽與基板的接觸區域少,導致熱膨脹係數不匹配的問題較小,較不容易產生封裝翹曲與可靠度挑戰。

EMIB 在封裝尺寸也較具優勢,相較於 CoWoS-S 僅能達到 3.3 倍光罩尺寸、CoWoS-L 目前發展至 3.5 倍,預計在 2027 年達 9 倍;EMIB - M 已可提供 6 倍光罩尺寸,並預計 2026 到 2027 年可支援到 8 倍至 12 倍。價格部分,因 EMIB 捨棄價格高昂的中介層,能為 AI 客戶提供更具成本優勢的解決方案。

然而,EMIB 技術也受限於矽橋面積與佈線密度,可提供的互連頻寬相對較低、訊號傳輸距離較長,並有延遲性略高的問題。因此,目前僅 ASIC 客戶較積極在評估洽談導入。

TrendForce 指出,Intel 自 2021 年宣布設立獨立的晶圓代工服務 (Intel Foundry Services, IFS) 事業群,耕耘 EMIB 先進封裝技術多年,已應用至自家 server CPU 平台 Sapphire Rapids 和 Granite Rapids 等。隨著 Google 決議在 2027 年 TPUv9 導入 EMIB 試用,Meta 亦積極評估規劃用於其 MTIA 產品,EMIB 技術有望為 IFS 業務帶來重大進展。至於 NVIDIA、AMD 等對於頻寬、傳輸速度及低延遲需求較高的 GPU 供應商,仍將以 CoWoS 為主要封裝解決方案。