OCP APAC 高峰會(2026 OCP APAC Summit )於今(11 日)盛大開幕,台積電先進封裝技術暨服務副總經理何軍發表主題演講,談論在AI浪潮下台積電如何解決製程挑戰難題。
何軍幽默表示,短短幾年CoWoS已成為台灣家喻戶曉的名詞,因此他自我介紹時都說是“那個搞CoWoS的人”。三年前,董事長魏哲家指派他接手台積電的後段封裝營運,那時AI還沒來臨,他以為工作會很輕鬆,只要加速技術移轉、升級當時較老舊的封裝廠即可,但想不到後來AI爆發,3D IC、CoWoS等先進封裝需求高漲,他手上已經擁有10座先進封裝廠。他也坦言,“這是一段非常不可思議的旅程”。
AI演進不只帶來機會也帶來挑戰,目前業界透過小晶片(Chiplet)突破光罩尺寸(reticle size )限制,並透過模擬電路與運算區塊分離,降低遷移至最新矽製程技術的成本門檻。
何軍坦言,全球正在見證一個轉變,從以資料中心為核心的AI訓練,走向將智能嵌入日常裝置,包括智能型手機、PC、AR、VR、機器人以及汽車。
在這當中,必須透過先進演算法進行晶粒配對,以截斷自然產生的元件變異,進而在封裝層級提供更加一致的效能。換言之,整合的Chiplet越多,平均效應就越好。何軍笑稱,每天管理10座先進矽晶圓廠,如同在經營全球最大的線上交友服務,客戶會提供非常複雜的演算法,要求找出每一顆晶粒的靈魂伴侶,而台積電必須透過全球製造網路,把這些晶粒收集起來、準時交付,並進一步提升系統效能。
何軍強調,目前客戶對台積電良率相當滿意,也接近客戶產能需求。
在AI浪潮下,台積電於2026年成功量產5.5倍光罩尺寸CoWoS封裝,且良率穩定維持在98%以上,到2029年預期會推進至14倍光罩尺寸以上。同時,SoIC透過混合鍵合提供超過50倍互連密度及5倍能源效率,並於2025年進入6微米(µm)間距,到2029年進一步推進至4.5微米(µm)間距。
然而,何軍話鋒一轉,表示製程微縮下遇到許多挑戰,如何確保維持良率,以及在異質整合中如何整合不同材料特性的元件,都是挑戰。他表示,隨著封裝尺寸逐漸變大,任何微小的缺陷對良率的影響都會被放大,加上不同熱膨脹係數與機械特性的材料元件放在一起,恐使應力梯度與翹曲問題日趨嚴峻。
此外,記憶體、ABF基板等材料短缺,對晶圓代工廠來說,如何增加供應鏈的多樣性亦是挑戰之一,但這也相應出現材料不匹配等問題。何軍也呼籲,需要各界共同推動整個產業改善供應對供應(supply-to-supply)的匹配,以及製程穩定性。
何軍表示,為了讓故障率控制在可接受範圍內,每一個封裝元件品質都要超越車規等級,這使“系統技術協同最佳化”(STCO)變得更加重要。舉例來說,當CoWoS封裝外形尺寸變大,SoIC也隨之擴大,而台積電與客戶合作開發創新蓋板(lid)設計、選擇TIM(熱介面材料),以控制系統整合所需的封裝翹曲問題,並提供更好的散熱效能。
由於系統限制與元件層級的限制不同,元件層級的驗證已不再足夠。何軍表示,幾年前曾遇過同一顆晶片匯入不同系統後,晶粒邊緣竟會擴大崩裂,這是元件層級時無法發現的問題,因此需要OCP平台蒐集各界意見,提供精確的系統邊界條件回饋,讓晶片層級能持續創新,以更好支援各位的系統需求。
何軍也表示,台積電計畫在技術量產前一年,會確定元件驗證與技術驗證的範圍,並依據客戶假設與輸入資訊,設定系統邊界條件。在量產前六季,將公佈邊界條件並收集各界回饋,並邀請系統整合商、裝置及材料供應商共同參與平行開發,確保進行驗證時能持續回饋,並隨即做出反應。 (半導體芯聞)
