集成电路:CoWoS或迎量/价/需三振,L路线有望为主流!
投资要点
据中国台湾媒体《自由财经》报道,自2025年1月起,台积电将对其3nm、5nm及CoWoS工艺的代工价格进行上调,预计涨幅将在5%到20%之间。
CoWoS或迎来量/价/需求齐升,CoWoS-S转向CoWoS-L趋势明显。(1)量:根据DIGITIMESResearch数据,受云端AI加速器需求旺盛推动,2025年全球对CoWoS及类似封装产能的需求或将增长113%。主要供应商台积电、日月光科技控股(包括矽品精密工业、SPIL)和安靠正在扩大产能。根据DIGITIMESResearch报告,到2025年第四季度末,台积电的月产能预计将增至6.5万片以上12英寸晶圆当量,而安靠和日月光合用产能将增至1.7万片晶圆;英伟达是台积电CoWoS封装工艺最大客户,受惠于英伟达Blackwell系列GPU量产,台积电将从2025年第四季开始由CoWoS-S转为CoWoS-L制程,使CoWoS-L成为台积电CoWoS技术的主要制程;英伟达对CoWoS-L工艺需求可能会从2024年的3.2万片晶圆大幅增加至2025年的38万片晶圆,同比增长1018%。根据DIGITIMESResearch预计,2025年第四季CoWoS-L将占台积电CoWoS总产能的54.6%,CoWoS-S为38.5%,CoWoS-R则为6.9%。(2)价:根据半导体创芯网数据,台积电3nm和5nm制程技术的价格将上升5%到10%,CoWoS工艺将涨价15%到20%(供不应求),这一调整既源于AI领域对计算能力的需求激增,也显示了制程技术成本的不断上升。(3)需求:根据半导体纵横数据,英伟达占CoWoS整体供应量比重超过50%,A100、H100及BlackwellUltra等产品均会采用CoWoS封装,2025年英伟达将会推广采用CoWoS-L技术的B300和GB300系列。AMD的MI300采用台积电SoIC(3D)和CoWoS(2.5D)两种封装技术。此外,博通、微软、亚马逊、谷歌对于CoWoS也存有一定需求。
CoWoS-L确保良好的系统性能同时避免大型硅中介层良率损失。CoWoS-L中介层包括多个本地硅互连(LSI)芯片和全域再分布层(RDL),形成一个重组中介层(RI),以取代CoWoS-S中的单片硅中介层。LSIChiplet与CoWoS-S相比保留了亚微米级铜互连、硅通孔(TSV)和嵌入式深沟电容器(eDTC),以确保良好系统性能,同时避免大型硅中介层良率损失问题。此外,在RI中引入穿绝缘体通孔(TIV)作为垂直互连,以提供比TSV更低的插入损耗路径。CoWoS-L目前已成功实现采用3倍掩模尺寸(约2500平方毫米)的插接器,搭载多个SoC/芯片模组和8个HBM方案。LSI制造有两种路线,LSI-1和LSI-2,主要区别在于互连金属方案:1)在制造LSI-1时,首先在300毫米硅芯片上制造TSV和一层单大马士革铜金属(M1)。然后,用未掺杂硅酸盐玻璃(USG)作为介电层的双大马士革铜形成互连结构。在LSI-1金属方案中,双大马士革铜工艺提供的最小金属宽度/空间为0.8/0.8μm,厚度为2μm。2)LSI-2具有相同的TSV结构和M1金属方案。制造出M1层后,通过半新增工艺(SAP),以聚酰亚胺(PI)为介质层的铜RDL形成互连结构。SAP铜RDL的最小宽度/空间为2/2μm,厚度为2.3μm。
投资建议:ChatGPT依赖大模型、大数据、大算力支撑,其出现标志着通用人工智能的起点及强人工智能的拐点,未来算力将引领下一场数字革命,xPU等高端芯片需求持续增长。先进封装为延续摩尔定理提升芯片性能及集成度提供技术支持,随着Chiplet封装概念持续推进,先进封装各产业链(封测/设备/材料/IP等)将持续受益。建议关注:
封测:通富微电、长电科技、华天科技、甬矽电子、伟测科技;
设备:北方华创、中微公司、盛美上海、华峰测控、长川科技、中科飞测、华海清科、拓荆科技、芯源微、华封科技(未上市);
材料:华海诚科、鼎龙股份、深南电路、兴森科技、艾森股份、上海新阳、联瑞新材、飞凯材料;
EDA:华大九天、广立微、概伦电子;IP:芯原股份。
风险提示:下游需求复苏低于预期;先进封装技术研发不及预期;人工智能发展不及预期;系统性风险。