CoWoS可以簡單理解為:造個矽做的地基,把 GPU 和 HBM 像搭積木一樣緊緊挨著放上去,讓它們手拉手傳輸資料。既然這麼缺,大家都排隊拿著錢等著買,
那為什麼只有台積電能做?為什麼有錢不賺產能擴不出來?
類似的技術別人也有,但台積電做成了“標準”。
三星有I-Cube;英特爾有EMIB(雖然它是嵌入式的,略有不同,但也是解決這個問題的);日月光有FOCoS。
但為什麼輝達只死磕台積電?
1、一條龍服務(良率負責制)
GPU核心(比如 H100)是台積電用 4nm 造的。如果輝達把這一張幾十萬的晶圓拿去給三星封裝,萬一封壞了,三星可以說是台積電晶圓沒造好,台積電可以說是三星封裝手藝潮。互相推諉,輝達就瘋了。在台積電做全包,壞了全是台積電賠。這種確定性,輝達願意付溢價。
2、中介層的製造難度
那個矽地基本身就是一塊巨大的晶片,它需要在上面刻出極其密集的線路。這需要光刻機和刻蝕機,普通的封裝廠(如日月光)沒有這些昂貴的前道裝置,只有台積電這種晶圓廠才有。三星也能做,但良率和產能分配不如台積電穩。
3、生態繫結
輝達的晶片設計時,就是按照台積電的 CoWoS 規則(PDK)畫的圖。
想換成三星的 I-Cube?整個晶片底層設計得重來,這需要一兩年時間,黃仁勳等不起。
既然這麼賺錢,台積電為什麼不連夜蓋廠?因為這不是印鈔票,這是蓋精密實驗室。
卡住台積電脖子的,主要是三個搞不定:
1、關鍵裝置交貨期太長(卡脖子)
CoWoS 雖說是封裝,但需要一些非常特殊的裝置,比如倒裝鍵合機 (Die Bonder) 和 高精度測試裝置。比如荷蘭的Besi 或者日本的 Advantest。
全世界都在搶這些機器。台積電拿著錢去買,裝置商說:“不好意思,訂單排到明年了,你得等 6-9 個月 才能發貨。”機器不到位,廠房蓋好了也沒用。
2、中介層(矽地基)太難造
矽地基不是只是一塊板子,而是一塊面積巨大的晶圓,光刻機一次只能曝光一定大小的區域。輝達的晶片太大(H100 甚至未來的 Blackwell),那個矽地基的面積超過了光刻機的極限,需要拼接曝光。這導致製造速度極慢,良率極難控制。一片 12 英吋的晶圓,切不了幾塊好的中介層。
3、極度複雜的驗證周期
擴產不是今天機器裝好,明天就能生產,新產線裝好後,要花幾個月時間偵錯,確保良率達到 99% 以上。如果良率只有 90%,封裝廢一顆 H100 就損失幾千美元,台積電賠不起。 (一顆巴豆)