技術_CoWoS
定義
CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）是台積電主導的 2.5D 先進封裝平台，把 GPU / ASIC 等邏輯晶片與 HBM 透過中介層整合，再接到封裝基板。AI 加速器持續放大 die size 與 HBM 顆數，使 CoWoS 成為 2025-2027 先進封裝擴產主軸。
技術路線
| 類型 | 中介層 / 互連 | 特性 | 觀察 |
|---|---|---|---|
| CoWoS-S | Silicon interposer | 線寬密度最高，成本較高 | 高階 AI GPU 既有主流 |
| CoWoS-R | RDL interposer | 成本與尺寸彈性較佳 | 大尺寸封裝成本改善 |
| CoWoS-L | Local silicon interconnect + RDL | 局部高密度互連搭配大尺寸 RDL | Blackwell 後成為主流觀察 |
產能節點
| 時間 | 產能 / 事件 | 備註 |
|---|---|---|
| 2025F | CoWoS 月產能約 7.5-8 萬片 | 華南投顧整理 |
| 2026F | CoWoS 月產能約 12-13 萬片 | 先進封裝設備需求同步擴張 |
| 2027F | CoWoS 月產能約 13.5 萬片 | 進入高基期後仍維持成長 |
| 2028F | CoWoS 月產能約 15 萬片 | 大尺寸 AI 封裝需求延續 |
設備需求
| 設備環節 | 需求來源 | 台灣觀察 |
|---|---|---|
| Underfill / jetting | 大尺寸封裝底部填膠與可靠度 | 3131_弘塑（櫃） |
| AOI / X-ray / CT | 中介層、bump、封裝內部缺陷檢測 | 3030_德律（市） |
| 濕製程 / 清洗 | 封裝製程去膜、清洗與表面處理 | 3131_弘塑（櫃） |
| 自動化搬運 | 高價晶片與大尺寸載板搬運 | 台廠設備群待補 |
投資觀察
- CoWoS-L 若成為 Blackwell 後主流，會增加大尺寸封裝、局部高密度互連與 RDL 相關設備需求。
- CoWoS 產能快速擴張會拉動檢測設備密度，特別是 AXI X-ray / CT、3D AOI。
- 與 技術_SoIC 不同，CoWoS 偏 2.5D 橫向整合；SoIC 偏 3D 垂直堆疊，兩者可能在高階 AI 封裝中組合使用。
供應鏈
來源
2026 TSMC 技術論壇與 Citi 報告更新（2026-05）
根據 活動_台積電技術論壇_20260514 與 報告_Citi_台積電2330_20260513：
- Reticle 演進：5.5x（2026，12x HBM3E/4，良率 98%）→ 9.5x（2027，12x HBM4E）→ 14x（2028，20x HBM）→ 24x HBM（2029）
- 產能 CAGR：Citi 估 2026 / 2027 YoY +85% / +60%；2022-2027 整體 3DIC/CoWoS CAGR >80%
- CoWoS-L 對位 Intel EMIB-T：CoWoS-L 用 silicon interposer + RDL 大面積路由，EMIB-T 用 embedded silicon bridge 並把大部分路由推回 ABF 載板；CoWoS-L 在 HBM 高頻寬整合上仍具優勢，詳見 技術_EMIB-T
CoWoS 與 CPO 整合：通往 Heterogeneous Integration
穎崴 2026/05/14 CPO 論壇與群益 2026/05/14 D-FAU 供應鏈簡報共同指出：CPO 是 CoWoS / 3DFabric 演進的必然下一步。當 GPU die、HBM 堆疊與光引擎被同時放上同一中介層（技術_COUPE / iOIS）時，Heterogeneous Integration（異質整合）成為 CoWoS 平台的決定性挑戰：機械、電氣、熱三類極端條件同時對中介層提出規格升級要求。
Mechanical Extremes：Interposer 尺寸與 reticle 限制
圖說：TSMC interposer 演進示意（Source: IDTechEx Research，引用自穎崴 2026/05/14 簡報）。Package size 由 die 數、Memory、High Speed I/O Channel 與製造極限共同決定；CPO 時代 Interposer 尺寸進一步擴大、堆疊複雜度與良率挑戰隨之升高。1 reticle 最大約 ~830mm²，未來 CoWoS-L / 多 reticle 拼接成必走路線。Chip heat density 設計參考：1.1–2 W/mm²。來源：活動_穎崴_CPO論壇簡報_20260514
圖說：GPU 架構演進對應 Interposer 規格升級（Source: KAIST TERALAB，2026 AI Chip → 2032 / 2029-2035）：
| 年代 | 2026 AI Chip | 2032 | 2029-2035 |
|---|---|---|---|
| GPU Die Size | 728 ~ 750 mm² | 700 mm² | 600 mm² |
| GPU Power | 800 ~ 900 W | 1,000 W | 1,200 W |
| GPU Dies (count) | X2 / X4 | X4 | X8 |
| HBM Stack | HBM4 X8 | HBM5 X8 | HBM6 X16 / HBM7 X32 |
| Interposer Size | 2,198 mm² (46.2×48.5 mm) → 4,788 mm² (85.2×56.2 mm) | 6,014 mm² (102.8×58.5 mm) | 9,245 mm² (96.4×95.9 mm) |
| Total Bandwidth | 16/32 → 48 TB/s | 128/256 TB/s | 1,024 TB/s |
| Total HBM | 288/384 → 400/500 GB | 1,536/1,920 GB | 5,120/6,144 GB |
| Total Power | 2,200 W → 4,400 W | 5,920 W | 15,360 W |
CoWoS Interposer 在十年間將從 ~2,200 mm² 膨脹到 ~9,245 mm²（約 4 倍）、總功耗從 2,200W 飆升至 15,360W（約 7 倍）。對應的封裝後測試 socket、熱管理與訊號完整性挑戰已超出傳統 Organic Substrate 能力範圍。來源：活動_穎崴_CPO論壇簡報_20260514
Glass Substrate：從 Organic 演進至玻璃中介層
CoWoS 在 CPO 時代面臨 Organic Substrate 的物理極限：
圖說：傳統 Organic Substrate 的兩大問題（穎崴 PDF “The Problem with Organic Substrates”）：① Thermal / Mechanical Instability（熱與機械不穩定）—— 與矽的 CTE Mismatch 高，造成 Warping & Misalignment；② Electrical Loss（電氣損耗）—— 高頻訊號完整性受限。對 CPO 大封裝（>100mm）尤其致命。來源：活動_穎崴_CPO論壇簡報_20260514
圖說：Glass Interposer / Substrate 是 CoWoS 演進至 CPO 時代的突破方案（穎崴 PDF “Why Glass is the Breakthrough Solution”）：① Superior Stability（與矽接近完美的 CTE Match）；② Pristine Electrical Performance（電氣性能優異）；③ Advanced Integration（適合 3D / CPO 整合）。詳見 技術_玻璃芯基板。來源：活動_穎崴_CPO論壇簡報_20260514
與 COUPE / 3D EIC-PIC 的整合
群益 2026/05/14 簡報（產業_群益_CPO_D-FAU供應鏈_20260514）揭露：
- TSMC 將 COUPE 光引擎與 CoWoS-S 中介層整合，使光學介面能極度靠近運算核心，大幅縮短電訊號走線
- ASIC + HBM 記憶體 + COUPE 光引擎全部整合在同一矽中介層上
- COUPE 2.0 採 3D 堆疊 EIC（7nm FinFET）/ PIC（65nm SOI SiPh），PIC 面向下以 SoIC-X 混合鍵合 接到 EIC，並透過 CoWoS-S 整合為完整 CPO 系統
- 證明 COUPE + CoWoS 是 NVIDIA 次世代超高頻寬交換器（Quantum 系列）的物理核心
CoWoS 演進至 CPO 對台廠的衝擊
- 載板廠（欣興、台光電、南電）：Organic Substrate 在 CPO 大封裝逐步被擠壓，需轉攻 Paddle Card、低損耗載板、玻璃載板等新材料路線
- CoWoS 設備（弘塑、德律、均豪）：玻璃中介層引入後，濕製程、AOI、CMP 等需新增玻璃適配規格
- CPO 封裝後測試（6515_穎崴（市）、6223_旺矽（櫃））：Interposer 尺寸放大直接驅動 技術_HyperSocket 與 CPO Insertion 設備規格升級
- Si microlens / Meta-lens（采鈺、合聖）：在 CoWoS-S + COUPE 整合中扮演光纖耦合對位元件
來源（補充）
- 活動_穎崴_CPO論壇簡報_20260514（Mechanical Extremes / GPU 演進表 / Glass vs Organic Substrate / Heterogeneous Integration）
- 產業_群益_CPO_D-FAU供應鏈_20260514（CoWoS-S + COUPE 2.0 整合、3D EIC-PIC SoIC-X、與 NVIDIA Quantum 平台連結）