半导体行业观察 10小时前
谁在抢CoWoS?
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如果说过去十年半导体行业的主旋律是 " 摩尔定律 ",那么当下最响亮的关键词一定是先进封装。

随着大模型参数从百亿级狂飙至万亿级,单纯依靠工艺微缩提升算力的路径正在逼近物理极限。一颗 AI 芯片要同时装下海量计算单元与高带宽内存,传统 2D 封装早已力不从心。于是,HBM+CoWoS 的黄金组合,几乎成了所有高端 AI 芯片厂商的必选项。

从英伟达的 Blackwell 架构 GPU,到 AMD 的 MI 系列加速器,再到云厂商自研的训练芯片——谁能拿到足够的 CoWoS 产能,谁才能在 AI 算力竞赛中真正站稳脚跟。

一场围绕台积电 CoWoS 封装产能的 " 卡位战 ",在全球芯片巨头之间悄然打响。

为什么非 CoWoS 不可?

CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)是台积电研发的 2.5D 先进封装技术。简单来说,它不再把芯片和内存直接焊在基板上,而是通过高密度的 TSV(硅通孔)和微凸点,将 GPU/ASIC 等计算芯片与 HBM 内存芯片并排放置在一片中介层(Interposer)上,通过中介层内部密集的微细线路实现芯片间的高速互联,最后整体封装到基板上。

图源:大道至简不简单

为什么要多此一举?传统 PCB 电路板的线宽太粗,信号传输距离和速度都受限。一颗 GPU 往往需要同时连接多颗 HBM,带宽需求高达每秒数 TB,唯有硅中介层的超细线路才能负荷如此庞大的传输量。

2011 年,台积电正式推出 CoWoS,历经多轮迭代,目前已形成 CoWoS-S(整片硅中介层)、CoWoS-R(RDL 中介层)和 CoWoS-L(局部硅桥 + 有机基板)三类方案。其中 CoWoS-L 是当前主流方案——以 " 局部硅桥 " 替代超大单片硅中介层,在降低翘曲与成本的同时,支持更大的封装面积和更多的 HBM 堆叠。

这套架构的核心优势非常明显:

带宽提升:HBM 与 GPU 通过硅中介层直接互联,带宽可达传统 DDR 的数十倍,彻底解决 AI 训练中的 " 内存墙 " 问题;

功耗更低:信号传输距离大幅缩短,数据搬运功耗显著下降;

集成度更高:多颗 Chiplet 小芯片 + 多颗 HBM 可以在同一个封装内协同,突破单颗芯片的面积限制。

可以说,没有 CoWoS,或许就没有今天动辄数千亿参数的大模型训练芯片。

谁在抢 CoWoS?

根据摩根士丹利对供应链的调研预测,2026 年全球关键客户 CoWoS 晶圆总需求约为 138.4 万片,到 2027 年将飙升至 268.2 万片,两年近乎翻倍。这场产能争夺战的参与者,早已从单一的 GPU 厂商蔓延至整个 AI 算力产业链。

按关键客户划分的全球 CoWoS 产能需求预测

英伟达:仍是主角,但份额正在稀释

不难看到,英伟达(NVIDIA)仍是绝对主角。

2026 年英伟达对 CoWoS 的产能需求是 780 千片,2027 年跃升至 1200 千片,稳居第一。从 Hopper 到 Blackwell 以及最新的 Rubin 架构,每一代 GPU 都深度绑定台积电 CoWoS-L 工艺。

同时,CoWoS-R 主要用于英伟达的 Vera CPU 生产,预计出货量达 575 万颗,强劲的预订量表明 Vera CPU 出货量将近乎翻倍,对 CoWoS-R 产能需求也达 100 千片以上;CoWoS-S 则用于 Quantum 和 Spectrum 交换机芯片。

整体来看,英伟达一家就包走了台积电过半的 CoWoS 产能。

但值得注意的是,英伟达在整体需求中的占比将从 2026 年的约 56% 下降至 2027 年的约 45% ——绝对值在涨,但份额占比正在被稀释。这意味着,CoWoS 市场格局正在从英伟达 " 一家独大 " 走向多强并立。

AMD:2027 年最大黑马,增量直追英伟达

如果说英伟达是存量王者,AMD 就是最凶猛的追赶者。

AMD 在 2026 年的 CoWoS 产能仅 130 千片,2027 年暴增至 530 千片,400 千片的增量几乎与英伟达(442k)持平;主要驱动力来自 AMD MI 系列 AI 服务器芯片放量,以及 3D V-Cache 和 Chiplet 架构的大规模采用,让 AMD 对 CoWoS 的需求在一年内翻了三倍还多(增长 307%)。

据悉,AMD 在 2027 年重点产品为 MI455,年底少量生产 MI500(Arcadia);针对 AMD 的 Venice CPU 领域,AMD 主要依靠 ASE/SPIL、Amkor 等非台积电的 CoWoS 工艺,产能从 5 万片激增至 27 万片,预计对应 675 万颗 CPU 产量,主要受 Agentic AI 需求驱动。

有趣的是,被 AMD 收购的 Xilinx 的 10k 片需求原地不动,这大概能说明增长全部来自 AMD 自有产品线的爆发,FPGA 产品线对 CoWoS 的需求似乎已饱和,或技术路线转向其他封装方式。

Broadcom 网络芯片稳健增长

2026 年,博通的产能需求是 300 千片,是 CoWoS 的第二大需求方;2027 年预计将增长至 484 千片(同比增长 61%),被 AMD 反超位列第三。

与前两者不同,博通的主力产品并非 GPU,而是高端网络交换芯片。AI 集群对 800G、1.6T 交换机的需求激增,推动博通的 Tomahawk 系列芯片全面转向 CoWoS 先进封装。此外,博通也在协助谷歌 TPU v7(Ironwood)和 v8i(SunFish),以及谷歌 TPU v7(Ironwood)和 v8i(SunFish)芯片的设计和代工业务,占用 CoWoS 产能。

联发科异军突起

联发科从 40 千片飙至 180 千片,增长 350%。联发科的爆发是这张榜单上最意外的看点,这家传统的手机芯片巨头正大举进军 AI 加速器市场,云端和边缘的 ASIC 芯片开始大规模采用 CoWoS,增速在所有头部客户中位列第一。

有供应商透露,联发科的 ASIC 业务主要是源于谷歌 TPU v8t(ZebraFish),预计对应 360 万颗出货量。

AWS:云厂商自研芯片稳步上量

AWS 两条自研芯片产品线(Annapurna 和 Alchip)合计需求从 88 千片增至 126 千片,反映出 Trainium 训练芯片与 Inferentia 推理芯片的持续迭代,代表着云厂商摆脱对单一 GPU 供应商依赖的决心,只是增速相对头部厂商更为温和。

Marvell 与 GUC:定制 ASIC 暗流涌动

Marvell 从 17 千片增长到 64 千片、GUC 从 14 千片增至 60 千片,分别增长 276% 和 329%。这两家的激增折射出一个趋势:定制化 AI ASIC 市场正在爆发。Marvell 的 DPU 与 AI 网络芯片、创意电子(GUC)的 ASIC 设计服务业务,都在大量消耗 CoWoS 产能。

越来越多的互联网公司选择自研 AI 芯片,而它们都需要通过设计服务厂来对接台积电的封装产能。

Cisco:传统赛道增长停滞

思科体量和增幅较小,需求仅从 5 千片增至 6 千片,反映出传统网络设备与中低端 FPGA 对高端 CoWoS 的拉动有限。这部分市场正在逐步被 AI 相关需求所挤压。

整体来看,CoWoS 的需求结构正在发生深刻变化:

AI GPU 阵营是基本盘:英伟达 +AMD+ 博通占据了绝大部分产能;

ASIC 与网络芯片是新增量:联发科、Marvell、GUC 受益 AI 交换机、高速互连芯片需求,封装需求翻倍增长,增速远超行业平均;

云厂商自研芯片是长期变量:虽然当前体量不算太大,但云端自研大模型芯片持续扩产,同时也代表着算力供应链去中心化的方向;

传统 FPGA/ 网络设备:Xilinx、Cisco 需求停滞,传统业务对高端 CoWoS 拉动有限。

从行业总量视角来看,全球头部关键客户对 CoWoS 的产能需求从 2026 年的合计约 138.4 万片,增至 2027 年合计约 268.2 万片,整体增长约 94%。两年间全球 CoWoS 晶圆需求近乎翻倍,印证了摩根士丹利对先进封装赛道高增长的判断。

当所有玩家都在往同一条赛道上挤的时候,产能紧缺的问题自然浮出水面。

产能瓶颈:

台积电跑得够快,但还不够

早已意识到 CoWoS 战略价值的台积电,已经在拼命扩产。

据数据统计,2022 年 CoWoS 月产能仅约 1 万片,2025 年已逼近 7 万片。随着台积电及其合作伙伴积极扩产,台积电的 CoWoS 月产能到 2026 年有望达到创纪录的 12 万至 14 万片晶圆,2027 年进一步增至 17 万片 / 月(部分规划显示 2027 年底产能将达 20 万片 / 月),扩产主要集中在台南和嘉义,扩产规模将大幅超过此前水平。

台积电在扩产 CoWoS 的同时,正积极推进行业领先的 CoPoS(Chip on Panel on Substrate)面板级封装技术,试点生产线预计 2026 年 6 月完成调试,最早 2028-2029 年实现大规模量产,以应对大尺寸芯片的封装需求。

台积电之外,其它阵营也在积极扩产:预计到 2027 年底,非台积电阵营(ASE/SPIL、Amkor 等)的 CoWoS 产能将扩张至每月 8 万片(80kwpm)。其中 ASE/SPIL 从 2026 年底的 30kwpm 增至 50kwpm,Amkor 从 20kwpm 增至 30kwpm,均侧重于 CoWoS-L 和 CoWoS-R。

能看到,行业供应结构开始从台积电单点主导,转向晶圆代工与封测厂并行扩容。UBS 预计,CoWoS 行业月产能预计将从 2026 年底 16 万片增至 2027 年底的 25 万片,一年增幅约 56%。这轮扩产背后,Rubin、AMD Venice、Google TPU 和 Amazon Trainium 正在同时增加封装需求。

与此同时,在未来 5 年内,台积电 CoWoS 将持续以每年放大尺寸的节奏发展,以整合更多的逻辑和 HBM。2026 年已生产全球最大的 5.5 倍光罩尺寸 CoWoS,良率超过 98%,后续整合 20 个 HBM 的 14 倍光罩尺寸 CoWoS 将于 2028 年量产,以及可整合 24 个 HBM、大于 14 倍光罩尺寸的版本,则于 2029 年就绪。

供应链透露,不仅 CoWoS 需求强劲,台积电的 SoIC 及 CoPoS 进度也很快,让设备供应链订单期望能见度直接到了 2030 年。例如台积电的 SoIC 产能也在持续扩产,此前预估 2027 年月产能约由 1 万片拉升至 2 万片,最新则传出上调至至 5 万片,英伟达包下大量产能。

然而,新增产能很快就会面对更大的订单池。

据 UBS 测算,CoWoS 产能总需求将从 2026 年的 130.7 万片增至 2027 年的 247.5 万片(上文摩根士丹利预测为 268.2 万片),一年增长约 89%,明显快于同期行业月产能增幅。

图源:UBS

据供应链透露,目前 CoWoS 供需缺口约 20%,预计到 2026 年底才能收窄至约 10%。另有机构测算,2027 年产能缺口可能扩大至约 70 万片,超过 30%。

有供应链厂商指出,即使 CoWoS 月产能上调至 20 万 + 片,也难以满足所有客户订单需求,加上仍存在扩产、垄断与美国本土制造等风险。很多客户已从先前几乎独供的台积电,将日月光、矽品科技、Amkor 等列为外溢订单对象,建立先进封装第二供应路径。

另一方面,扩产速度跟不上需求也存在其它原因:一方面工艺门槛高,CoWoS 涉及大尺寸硅中介层、TSV 通孔、微凸点键合等多项精密工艺,良率爬坡需要时间;另一方面,设备供应链长,先进封装所需的键合机、检测设备交期长达一年以上,不是有钱就能立刻扩产;同时,CoWoS 与 HBM 大多时候是绑定关系,SK 海力士、三星的 HBM 产能跟不上,CoWoS 产能再大也无法出货。

这就导致了一个尴尬的局面:台积电 CoWoS 产能在 2024-2026 年持续处于满产状态,订单能见度甚至已经排到了 2027 年。

在这种情况下,各大芯片厂商为了锁定产能,不得不提前一年以上与台积电谈判,甚至出现了 " 抢产能 " 优先级的行业潜规则。

还有一点需要关注的是,在 CoWoS 封装需求上升的同时,前端先进制程也在变紧。

UBS 指出,云端 AI 产品占台积电 N3 需求的比例将从 2026 年的 35% 升至 2027 年的 72%,两年平均产能利用率分别约 108% 和 109%。Rubin、Vera CPU、Google TPU 与 Trainium 都要先获得 N3 晶圆,随后才能进入 CoWoS 环节。

在这个过程中,客户结构也在快速变化。英伟达占台积电 N3 产能的比例预计从 2026 年的 10% 升至 2027 年的 30%,Broadcom 从 10% 升至 16%;同期 Apple 占比从 38% 降至 14%。虽然消费电子仍有需求,但云端 AI 正明显提高对先进制程和后端封装的双重占用。

因此,CoWoS 供给能否跟上,取决于这些环节是否都能按同一节奏爬坡。

2027 年底 25 万片的行业月产能目标,需要先进制程晶圆供给、OSAT 全流程良率、键合与量测设备交付同步兑现,也要等 Rubin、Venice 和 TPU 按计划放量。需求来自更多客户后,CoWoS 摆脱了对单一 GPU 周期的依赖,却增加了产品组合和排期复杂度。

近期业界有声音传出,台积至今仍未确立设备商的订单分配,供应商如坐针毡,担心形成降价抢单氛围,同时设备下单至生产出货时程,至少 7~9 个月,业内担心可能难以如期交付设备。

此外,比产能更棘手的问题是技术与成本瓶颈。

据悉,CoWoS 依赖的硅中介层面临成本高、尺寸受限、易翘曲三大难题。12 英寸硅中介层单片成本逾百美元,占整体封装成本一半以上。尤其是随着 AI 芯片越做越大—— NVIDIA B200 的封装面积已达单片硅中介层承载极限的 3 到 4 倍——硅中介层的尺寸瓶颈已难以回避。下一代 Rubin GPU 尺寸更大,目前只能靠 " 局部硅桥 + 有机基板 " 的方式应急。

英特尔、三星 " 磨刀霍霍 "

CoWoS 产能吃紧,也给了竞争对手机会。

CoWoS 并非 2.5D 封装的唯一答案,竞争对手们正在加速布局自己的替代方案。尤其是在先进制程领域鏖战多年的英特尔和三星,在先进封装这块巨额的市场蛋糕与产能缺口面前,磨刀霍霍。

英特尔的 EMIB 与 Foveros

英特尔拥有自己的 2.5D/3D 封装技术矩阵。

其中,EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)技术正积极抢占市场。与 CoWoS 不同,EMIB 通过局部嵌入式硅桥替代全尺寸中介层,实现芯粒间局部高速互连,良率更高,成本大幅降低。

图源:岐人复盘

对比 CoWoS,EMIB 硅用量仅其 1/3-1/5,单颗成本低 30%-50%;EMIB-M 已支撑 6 倍光罩尺寸,预计 2026-2027 年达 8-12 倍;热膨胀失配风险低,翘曲问题少,良率已突破 90%。

EMIB 工艺也在不断演进迭代:

EMIB(一代):基础硅桥,面向 CPU+GPU/HBM 一般异构集成。

EMIB-M(Matrix):多桥阵列。当前 6 倍光罩,2026-2027 年目标 8-12 倍,瞄准超大规模多芯粒 AI 芯片。

EMIB-T(Through-Silicon-Via):硅桥引入 TSV 实现垂直供电。电源与信号从封装底面直达芯片,抑制 DC/AC 噪声串扰,契合 AI 加速器与数据中心芯片对带宽和功耗的严苛要求。后段良率已爬至 90% 以上。

EMIB+ 玻璃基板:2026 年初首发,78 × 77mm 巨型封装(2 倍标准光罩),"10-2-10" 堆叠(800 μ m 厚玻璃芯 + 上下各 10 层 RDL=20 层电路),定位 HPC 与 AI 服务器。

在市场进展方面,2026 年英特尔 EMIB-T 封装已拿下 Google 下一代 TPU 的订单;英伟达下一代 GPU Feynman 也计划导入 EMIB;Meta 也计划在 2028 年的 CPU 中采用;SK 海力士正与英特尔合作测试 EMIB,以降低对 CoWoS 的依赖。

近日,英特尔宣布任命李锡熙为 Intel Foundry 执行副总裁,负责先进封装、系统集成、后端技术开发和后端制造,并直接向 CEO 陈立武汇报。

这一任命的核心意义在于,Intel 正在把先进封装提升为 Foundry 业务的重要增长点。AI 加速器通常需要把逻辑芯片、HBM、I/O 芯片和其他 Chiplet 集成到同一封装中,封装平台能力直接影响客户是否愿意采用 Intel Foundry。Intel 将后端封装独立强化,有助于其在 18A、14A 和后续制程之外,提供更完整的系统级制造方案。

对全球格局而言,Intel 并不只是希望在前道制程上追赶台积电,也在试图通过 EMIB、Foveros、EMIB-T 和混合键合等后端技术,吸引 AI ASIC、HPC 和云服务客户。先进封装可能成为 Intel 重新进入高端客户供应链的切入口。

有业内人士表示,EMIB 正从 CoWoS 替代选项跃迁为 AI 大芯片时代的封装第二极,其 " 硅桥 + 玻璃基板 " 的双线演进正在制约 CoWoS 的溢价空间。

Foveros 则是 Intel 真正的 3D 堆叠技术,可实现逻辑芯片叠逻辑芯片。随着英特尔 IDM 2.0 战略推进,其封装业务也开始对外接单,直接对标台积电 CoWoS 和 SoIC。

三星的 I-Cube

三星的竞争优势在于其能够提供从 HBM 制造、逻辑制程代工到先进封装的完整 " 交钥匙 " 方案。

三星的 SAINT(Samsung Advanced Interconnect Technology)家族涵盖了 I-Cube(2.5D)和 X-Cube(3D)技术,背靠自身 HBM 内存产能优势,三星正在全力争取 AI 芯片客户的封装订单,试图形成 " 内存 + 封装 " 的一体化竞争力。

图源:冷酷的岩石

I-Cube 利用硅中介层集成逻辑芯片与 HBM,目前已能支持多达 8 个 HBM 堆栈的集成。针对下一代 HBM4,三星正积极推进混合键合技术,以取代传统的微凸点堆叠,旨在提升热耗散能力并缩减封装高度。三星计划到 2026 年将其 HBM 月产能大幅提升至 25 万片,以期在高性能 AI 加速器市场夺回主导权。

不过有行业人士表示:" 采用三星 2.5D 封装平台的客户,要么出货量很小,要么只是几个月的短期项目。在先进封装决定芯片性能的时代,三星亟需加强这一领域的竞争力。"

对此,三星正将 2.5D 封装的技术路线从传统的晶圆级封装(WLP)转向面板级封装(PLP)。PLP 使用方形大尺寸面板,面积利用率高,生产效率优于圆形晶圆。随着 AI 芯片尺寸不断增大,PLP 的适用性将进一步提升。三星正在推进将 Cube 技术从 WLP 改为 PLP,并着手开发面向超大芯片的 " 系统级面板(SoP)",目前开发尺寸为 415mm × 510mm。

行业玩家的多元路线

此外,ASE(日月光)、Amkor(安靠)等封测巨头也在发展类似的 2.5D 封装方案,虽然在最尖端性能上与 CoWoS 尚有差距,但在成本与产能灵活性上具备优势,正在蚕食中高端市场。

例如,日月光推出的 VIPack ™平台旨在支持从扇出型芯片封装(FOCoS)到共封装光学(CPO)的全方位异质集成需求。为了应对 AI 爆发带来的产能短缺,日月光计划在 2025 年投入超过 60 亿美元的资本支出,重点在高雄及中科厂区扩充类 CoWoS 产能。日月光还展示了先进的硅光子技术,通过将光学引擎直接集成在封装基板上,大幅提升了 AI 数据中心内部的数据传输效率。

安靠作为全球第二大 OSAT,其战略重心在于与先进制程代工厂的紧密绑定。安靠与台积电签署了谅解备忘录,将在其亚利桑那州新厂为台积电提供封装与测试支持,从而缩短晶圆跨太平洋运输的周转时间。安靠在高性能计算领域的研发重点包括 RDL 中介层技术和桥接技术(如 Connect-S),目前已有多家计算与网络客户进入资格认证阶段,预计 2026 年实现大规模量产。此外,安靠在高密度扇出(HDFO)领域具有显著优势,能够为下一代智能手机和车载 ADAS 系统提供轻薄且高效的互连方案。

这些路线并非完全竞争和互相互斥,而是针对性的服务于不同应用。高端 AI GPU 更重视带宽、良率和成熟度;定制 AI ASIC 可能更重视成本、供货弹性和多供应商策略;消费电子和边缘 AI 产品则更重视尺寸、成本和批量制造能力。

可以预见,未来的先进封装市场不会是台积电一家独大,而将呈现多技术路线、多供应商并存的格局。

中国先进封装如何破局

当先进封装被攥在少数几家厂商手中时,国内半导体产业自然也无法置身事外。CoWoS 的产能紧缺与技术壁垒,恰恰折射出中国在先进封装领域加速突破的紧迫性。

好消息是,国内正在全力追赶,且在先进封装赛道并非从零起步。

长电科技、通富微电、华天科技等封测巨头均已布局 2.5D/3D 封装、Chiplet 等技术路线,部分产品已进入量产阶段。例如,长电科技 2026 年 6 月宣布投资 78 亿元在上海临港建设高端先进封装工厂,聚焦 2.5D/3D 堆叠、HBM3e、Chiplet 与 CPO 四大方向。

此外,盛合晶微、甬矽电子、晶方科技等本土企业,也正在通过各具特色的先进封装能力,提升本土供应链价值。大基金三期已将先进封装列入重点支持方向。

与台积电 CoWoS 相比,中国厂商在最高端 AI GPU 封装中或许仍存在 HBM 协同、良率控制和客户生态差距,但在国产 AI 芯片和特色应用中具备更强的本地客户贴近度。

更重要的是,Chiplet 架构的普及为国内产业提供了一个 " 换道超车 " 的窗口。当芯片不再追求单颗极致大,而是通过多颗小芯片拼接实现高性能,封装的价值占比将持续提升——这恰恰是国内封测产业积累深厚的领域。

CoWoS 的争夺战,远未结束。

台积电在扩产,英特尔、三星、日月光在追赶,国内在奋力突围。谁能在先进封装这场竞赛中笑到最后,将深刻影响未来十年的 AI 芯片格局。而对于国内产业来说,这既是挑战,也是不容错过的历史机遇。

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