兩種技術概要總結

英特爾18A+EMIBT與台積電2nm+CoWoS兩大技術組合的系統性分析對比：

技術路線差異化：

英特爾18A+EMIBT採取了"製程跳躍+封裝顛覆"的激進創新策略，通過RibbonFET GAA電晶體和革命性PowerVia背面供電技術，在單晶片性能與能效比上實現25%-36%的顯著提升，同時EMIBT封裝以局部矽橋設計顛覆傳統CoWoS矽中介層模式，實現30-40%的成本節約。

台積電2nm+CoWoS則延續"穩健迭代+生態鞏固"路線，Nanosheet GAA技術確保工藝平滑過渡，依託CoWoS成熟生態在AI訓練市場佔據45-50%份額。

市場格局格局：

AI訓練市場由台積電CoWoS主導，輝達Hopper/Blackwell系列佔據80%以上產能，但2025年產能缺口達20-30%。英特爾EMIBT憑藉成本優勢和120×180mm超大封裝尺寸支援能力，在AI推理和定製ASIC市場快速突破，已獲GoogleTPU v9、Meta MTIA、微軟Maia等 意向客戶採用。

技術成熟度差異：

台積電2nm於2025年啟動風險試產，2026年H1良率已達90%，2026年H1月正式量產；英特爾18A目前良率約55-70%（2026年Q3-Q4），量產時間相近但良率爬坡壓力更大。封裝層面，CoWoS技術積累超過15年，EMIBT於2026年量產，技術成熟度存在代際差距。

台積電體系在極致性能與生態成熟度上領先，英特爾體系在成本效益、封裝尺寸擴展性和供應鏈安全上建構差異化優勢。未來3-5年將形成CoWoS主導訓練、EMIBT主導推理的分層格局。

製程工藝差異

電晶體架構，GAA技術實現路徑差異

英特爾 RibbonFET（18A工藝）：RibbonFET是英特爾首次量產化的GAA架構，採用水平堆疊的奈米片（Nanosheet）設計，柵極四面環繞導電通道。相比FinFET架構，實現三大突破：

驅動電流增強20%：通過5-6片5nm厚度的矽奈米片堆疊，有效溝道寬度提升，單位面積驅動電流達1.2mA/μm

漏電流降低50%：四面環繞柵極靜電控制能力增強，亞閾值擺幅（SS）最佳化至65mV/dec

動態寬度可調：支援NMOS和PMOS採用不同數量奈米片，實現PPA精細最佳化，標準單元密度達238 MTr/mm²（HD庫）

台積電 Nanosheet（N2工藝）：台積電採用多橋通道場效應電晶體（MBCFET）結構，奈米片寬度控制精度達±0.5nm，通過多年N3工藝最佳化經驗積累，實現：

電晶體密度優勢：HD庫密度預計達313 MTr/mm²，比18A高出31.5%，在相同功能下晶片面積更小

成熟工藝遷移：從FinFET到Nanosheet的DTCO（設計技術協同最佳化）流程完善，客戶遷移風險低

性能功耗平衡：在1.1V電壓下，性能提升15%，漏電控制接近FinFET水平，良率爬坡曲線更陡峭

RibbonFET在驅動能力和能效比上實現"代際跨越"，但犧牲部分密度；Nanosheet在密度和良率控制上佔優，體現台積電"穩中求進"策略。

供電技術革新：PowerVia vs 前端供電

英特爾 PowerVia（背面供電網路）：作為業界首個量產BSPDN技術，PowerVia將完整供電網路移至晶圓背面：

電壓降降低40%：通過TSV直接連接電晶體源漏極，PDN阻抗從15mΩ降至9mΩ

密度提升8-10%：前端金屬層釋放15%布線資源，標準單元利用率提高至92%

熱機械挑戰：需解決背面研磨、TSV對準（±0.3μm精度）和應力管理問題，採用臨時鍵合與載體晶圓工藝

台積電 N2 前端供電：台積電在N2節點仍採用傳統前端供電，將BSPDN推遲至2026年A16節點：

成熟可靠：沿用N3-Power Delivery架構，風險規避

金屬層最佳化：採用15層金屬堆疊（M0-M14），其中M0-M3為埋入式電源軌，部分緩解IR Drop

性能差距：對比PowerVia，電壓降高約15-20%，限制極限頻率下的穩定性

PowerVia是18A最大技術賭注，成功量產將確立英特爾在供電架構上的領先地位，但工藝複雜度增加3個光罩層，對良率爬坡構成壓力。

工藝性能與能效量化對比

18A的25%-36%改進幅度體現"技術跳躍"策略，但密度劣勢意味著在相同功能晶片上成本競爭力不足；

台積電15%性能提升雖保守，但配合313 MTr/mm²密度，在成本敏感型應用更具優勢。

先進封裝技術深度剖析

英特爾 EMIBT 技術架構

技術演進：EMIBT在第二代EMIB（45μm凸塊間距）基礎上，整合TSV形成"2.5D+3D"混合架構：

核心結構：在有機/玻璃基板局部嵌入矽橋，尺寸約10×10mm，內含6-8層RDL，線寬/線距3μm/3μm

TSV整合：矽橋內整合35μm間距TSV，實現垂直供電（V-PDN），電源傳輸電阻降低30%，支援HBM4的1.2V/1.8V雙電壓域

封裝尺寸：計畫2026-2027年支援6倍→8-12倍光罩尺寸，2028年目標120×180mm（約15倍光罩），容納24顆以上HBM

互連密度：UCIe-A協議支援32Gb/s，實際頻寬2.8TB/s（12顆HBM4），通過矽橋平行度達1024通道

成本結構：矽橋佔封裝面積<20%，相比CoWoS全尺寸中介層，材料成本降低40-50%，良率損失減少60%

熱機械可靠性：基板CTE 15ppm/°C，矽橋CTE 2.6ppm/°C，局部嵌入設計使翹曲量<50μm，遠低於CoWoS的120μm

設計靈活性：支援混合鍵合（Hybrid Bonding）與微凸塊共存，可整合不同工藝節點芯粒（如18A+Intel 3+N6）

台積電 CoWoS 技術架構

技術譜系：已形成CoWoS-S/R/L完整產品矩陣，2025年主推CoWoS-L（Local Silicon Interconnect）：

CoWoS-S：矽中介層面積最大3320mm²，12層RDL，線寬/線距0.4μm/0.4μm，支援12顆HBM3E，頻寬5.3TB/s

CoWoS-L：在RDL基板嵌入LSI矽橋（尺寸約20×20mm），中介層成本降低30%，支援12顆HBM4，2027年擴展至9倍光罩尺寸

互連工藝：微凸塊間距30-60μm（銅柱高度20μm），TSV直徑10μm，深寬比10:1，絕緣層厚度2μm

散熱方案：矽整合微通道冷卻（IMC-Si），在SoC背面製造蛋形矽微柱陣列，TIM-less設計熱阻<0.01°C/W

生態成熟度：超過20年量產經驗，IP庫完善，客戶驗證流程標準化，NVIDIA/AMD等客戶已建立設計方法論

性能天花板：矽中介層互連密度達1200 IO/mm²，延遲<2ns，訊號損耗@32GHz <0.5dB/mm

產能規模：2025年CoWoS月產能約30萬片，計畫2026年翻倍，但仍有10-20%缺口

封裝技術關鍵參數對比

EMIBT本質是"CoWoS-L的英特爾版本"，但通過更激進的尺寸擴展和成本最佳化實現差異化。局部矽橋設計使矽面積利用率從CoWoS的60%提升至90%，但犧牲部分互連性能；TSV整合增強供電能力，彌補RDL訊號路徑較長的劣勢。

成本、良率與量產對比

製造成本結構對比

晶圓製造成本

台積電N2晶圓報價約3萬美元/片，良率90%，有效晶片成本約3.33萬美元/片；英特爾18A晶圓成本未公開，但基於PowerVia額外4-5道光罩層和背面工藝，預計成本2.8-3.2萬美元/片，良率70%時有效成本4-4.6萬美元/片，成本競爭力暫不及台積電。

封裝成本結構

- CoWoS-S：矽中介層成本佔封裝總成本50-70%，12層RDL+TSV工藝使封裝成本達800-1200美元（HBM3E版本）

- EMIBT：矽橋成本僅40-60美元，有機基板+RDL成本約200-300美元，總封裝成本350-450美元，相比CoWoS-S降低60-65%

- 系統級成本：對於12-HBM的AI晶片，EMIBT方案總成本（矽+封裝）約低30-40%，這是Google/Meta選擇EMIBT的核心驅動力

良率與產能現狀

良率爬坡曲線

- 台積電：2026年N2月產能5萬片，2026年底達14萬片；CoWoS 2026年月產能30萬片，2027年目標60～80萬片，但仍無法滿足輝達/AMD需求

- 英特爾：18A產能集中於亞利桑那Fab 52/62，2026年H1月產能2-3萬片，2026年目標8萬片；EMIBT產能分散於亞利桑那、新墨西哥及與Amkor合作產線，2027年目標月產50萬等效封裝

應用場景與工程化進度

AI加速器市場：訓練 vs 推理的分化

AI訓練場景（CoWoS主導地位）

- 性能需求：記憶體頻寬>5TB/s，延遲<5ns，支援兆參數模型

- CoWoS優勢：矽中介層訊號完整性支援HBM3E 8.8GHz運行，TB/s級頻寬無瓶頸

- 客戶鎖定：輝達B300採用CoWoS-L整合8顆HBM3E，頻寬9TB/s，2026年產能已售罄

- EMIBT機會：微軟Maia 100採用EMIBT，推理場景下2.8TB/s頻寬足夠，成本節約30%

AI推理場景（EMIBT黃金期）

- 性能需求：能效比>10 TOPS/W，成本敏感，部署規模百萬級

- EMIBT優勢：1000W TDP散熱能力，支援24顆HBM4，推理batch處理吞吐量高

- 客戶突破：GoogleTPU v9（2027）採用EMIBT，單封裝12個計算芯粒+24 HBM4，推理延遲降低40%

- 經濟模型：Meta MTIA v3使用EMIBT，單卡成本降低35%，資料中心TCO節約顯著

伺服器CPU市場：英特爾的防守反擊

Clearwater Forest（英特爾）

- 架構：基於18A的288核至強CPU，採用EMIBT連接8個計算芯粒+4個I/O芯粒

- 性能：每瓦性能提升23%，8:1整合比，單機櫃性能密度提升3倍

- 競爭力：相容現有平台，無需主機板更換，對雲服務商吸引力大

AMD/ARM陣營（台積電）

- 現狀：AMD Bergamo採用台積電N5+CoWoS，128核；ARM Neoverse N3採用N3+CoWoS

- 挑戰：N2工藝成本高，CoWoS產能緊張，設計周期長

- 機會：CoWoS-L支援多晶片異構，適合CPU+AI加速器融合架構

移動與邊緣市場，台積電的絕對主場

高端手機SoC

- 台積電：蘋果A20/M6採用N2+CoWoS-R，整合5G基帶與AI引擎，2026年獨佔N2產能40%以上

- 英特爾：Panther Lake面向PC領域，TDP 45W，尺寸較大，不適用於手機

邊緣計算

- EMIBT機會：工業ASIC、自動駕駛推理晶片對成本敏感，EMIBT的120×180mm封裝可容納感測器融合單元

- CoWoS-L滲透：汽車ADAS域控製器採用CoWoS-L整合GPU+ISP+NPU，滿足車規可靠性要求

商業生態與客戶戰略分析

客戶佈局對比

代工服務模式差異

台積電生態：

- 封閉但成熟：CoWoS技術僅對特定客戶開放，輝達/AMD已建立完整設計流程，遷移成本高

- 產能繫結：客戶需簽訂長期協議鎖定產能，新進入者（如Cerebras）難以獲得產能

- CyberShuttle：提供MPW服務降低研發門檻，但量產階段議價能力弱

英特爾IFS策略：

- 開放介面：EMIBT接受非英特爾矽片，與Amkor等OSAT合作，提供美國本土封裝

- 技術授權：向客戶開放UCIe IP和D2D介面標準，降低異構整合門檻

- 地緣政治優勢：美國CHIPS Act補貼下，2026-2028年封裝成本對比台積電低15-20%

技術挑戰與未來演進

當前技術瓶頸

英特爾18A+EMIBT

- 良率瓶頸：0.4 defects/cm²的缺陷密度導致858mm²大晶片良率僅3-22%，Panther Lake（約250mm²）良率60-80%，仍未達量產黃金水平（>85%）

- 供電完整性：PowerVia TSV在1.2V@1000A場景下，IR Drop需控制在<30mV，對TSV阻抗一致性要求極高

- 熱管理：超大封裝（120×180mm）的翹曲控制，需最佳化玻璃基板與矽橋CTE匹配

台積電2nm+CoWoS

- 產能瓶頸：2025年CoWoS產能約30萬片/月，僅能滿足輝達50%需求，導致客戶轉單意願增強

- 成本失控：矽中介層佔封裝成本50-70%，HBM4引入後，部分晶片出現"封裝成本>矽成本"現象

- 整合複雜度：12顆HBM4（2048位介面，8Gb/s速率）的訊號完整性挑戰，需引入3nm重驅動晶片

2026-2028技術演進路線

HBM4/5整合競賽

- HBM4：2026年量產，2048位介面，頻寬2TB/s，功耗<15pJ/bit。EMIBT通過TSV間距縮小至25μm直接連接；CoWoS-L採用0.4μm LSI橋接

- HBM5：2028年引入，支援近記憶體計算（NMC），在DRAM層內整合計算單元。EMIBT將升級為EMIBT-T，整合計算矽橋；台積電開發CoWoS-R+邏輯層堆疊

3D堆疊與混合鍵合

- 英特爾Foveros Direct 3D：2027年結合EMIBT，實現晶片間<10μm間距混合鍵合，頻寬密度>10TB/s/mm²

- 台積電SoIC+CoWoS：SoIC用於芯粒垂直堆疊（凸點間距<1μm），CoWoS用於HBM連接。預計2028年實現SoIC-L（邏輯+邏輯）與CoWoS-L（邏輯+HBM）混合封裝

標準化與生態

- UCIe 2.0：2026年支援CXL 3.0協議，速率達64GT/s，英特爾主導開放生態

- 台積電3DFabric：保持封閉但最佳化設計工具鏈，2025年推出3D IC參考設計平台，降低客戶學習曲線

技術總結

技術術語表

GAA（Gate-All-Around）：全環繞柵極電晶體，溝道被柵極四面包裹，解決短溝道效應

PowerVia/BSPDN：背面供電網路，將PDN移至晶圓背面，提升布線效率和供電完整性

EMIB/EMIBT（Embedded Multi-die Interconnect Bridge）：嵌入式多晶片互連橋，局部矽橋實現芯粒間高速互連

CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）：台積電2.5D封裝技術，通過矽中介層整合多晶片

HBM（High Bandwidth Memory）：高頻寬記憶體，通過TSV堆疊實現超高記憶體頻寬

UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）：開放芯粒互連標準，支援CXL協議

DTCO（Design-Technology Co-Optimization）：設計技術協同最佳化，提升PPA和良率 (semiboss)