台积电目前掌控全球约95%的先进芯片封装市场,尤其是其集成大型AI芯片与高带宽内存的CoWoS技术,占据绝对优势 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]。尽管美国在国内半导体制造上投入超过500亿美元,但先进芯片封装依然成为全球人工智能竞争的关键瓶颈之一 [1, 5, 9]

台积电在美国亚利桑那州建设的工厂,预计要到2028年或2029年才能实现CoWoS先进封装技术的量产,目前当地生产的芯片仍需运回台湾完成封装加工 [1, 3, 5, 7, 8, 9]。美国在全球芯片封装产能中仅占约3%,远远不能满足市场需求 [1, 3, 5, 7, 8, 9]。分析师估计,台积电CoWoS封装的产能比市场需求低约30% [1, 3, 5, 7, 8, 9],导致供应链挤压。

特朗普政府时期,本计划在亚利桑那设立总额11亿美元的先进封装研发中心遭到实际取消,阻碍了美国封装能力的提升 [1, 3, 5, 7, 8, 9]。英特尔、应用材料和Amkor等公司正加大在美国的封装研发及新厂建设投资,分别斥资50亿美元和70亿美元,力图减少对台积电的依赖,但这些努力还需数年才能缓解差距 [1, 3, 5, 7, 8]

封装成本依然居高不下,顶级封装单价高达500美元,而较简单封装单价约为40美元,增加制造业负担 [1, 3, 5, 7, 8, 9]。部分AI芯片初创企业有意避开依赖CoWoS设计,以规避供应链瓶颈。Majestic Labs联合创始人Sha Rabii表示,“我们根本不想碰(CoWoS设计)。这能直接排除供应链的一项重大难题” [1]

行业资深专家呼吁创新封装方案,新兴公司Syenta提出的电化学封装技术据称能提升通信带宽最多20倍。Syenta首席执行官Jekaterina Viktorova称,“该技术能把通讯频宽提高最多20倍” [1, 3, 5, 7, 8, 9]。日本化工企业Resonac则联合12家公司,在硅谷附近成立先进封装联盟,筹建试点生产线 [1, 3, 5, 7, 8, 9]

台积电高层张朝江表示,“我看到的只有需求不断升高,这势必会带来许多限制”,反映当前供应紧张的无奈 [1]。英特尔CEO Patrick Gelsinger 强调,“芯片制造之后,封装是最重要环节。而我们的封装供应链可能更岌岌可危” [5]。英特尔封装副总裁Mark Gardner也指出,“没有先进封装,这些都无法实现。没有它,AI产业发展将彻底改观” [5]

美国在强化自身封装能力方面还有诸多挑战。预计未来几年内,台积电亚利桑那工厂将逐步推进CoWoS封装试产,国内投资项目也持续进行,以缓解当前依赖台湾地区供应链的压力 [1, 3, 5, 7, 8, 9]