Veteran testing giant Amkor is stepping up its layout! Chiplet, the battle of the chip giants.

智通財經 APP 獲悉，創建於 1968 年的老牌封測巨頭 Amkor Technology(AMKR.US) 近日宣佈，該公司投資高達 16 億美元在越南北寧新建的先進芯片封裝廠已於當地時間 11 日正式開業。Amkor 表示，越南工廠將成為 Amkor 旗下面積最廣工廠，在 Yen Phong 2C 工業園區內佔地 57 英畝。徹底建成後，將擁有 20 萬平方米的潔淨室空間。該工廠將從先進系統級封裝 (即 SiP) 和存儲器生產開始，為世界範圍內領先的半導體和電子製造公司提供從設計端技術到電氣封裝測試的一站式交鑰匙解決方案。

對於 Amkor 加碼佈局先進封裝領域的決定，業內人士普遍認為：由於英偉達 A100/H100 GPU 芯片需求仍然火熱，台積電 CoWoS 先進封裝產能未來幾季將繼續供不應求，英偉達和台積電為加大 A100/H100 供給量，部分先進封裝產能需求有望轉移至 Amkor 旗下工廠。

台積電當前憑藉其領先業界的先進封裝技術吃下大量高性能芯片封裝訂單，並且先進封裝產能徹底跟不上需求。英偉達 H100 無法滿足需求正是受限於 CoWoS 先進封裝產能，研究機構 TrendForce 預計，下半年 CoWoS 封裝產能仍然較緊迫，強勁需求將延續至 2024 年。此外，Amkor 在越南的新工廠有望推動當地經濟發展，使越南成為新晉全球半導體供應鏈中心。

Amkor 總裁兼首席執行官 Giel Rutten 表示，越南先進封裝廠不僅支持全球半導體供應鏈，同時也支持區域化的半導體供應鏈。“在通訊、汽車、高性能計算和其他關鍵的科技行業，客户們都需要這種安全且可靠的供應鏈。”

Amkor 投資 16 億美元在越南拓展封測業務，意味着該公司跟隨台積電 (TSM.US)、英特爾 (INTC.US) 以及三星電子等芯片巨頭在 Chiplet 領域的發展腳步，力爭在 Chiplet 這一堪稱 “後摩爾時代最核心技術領域” 牢牢握住技術話語權以及先發優勢。

Chiplet 先進封裝技術——SiP 最核心部分

Chiplet 先進封裝技術可以説是實現 SiP 的核心與基礎技術，SiP 指代的是工藝全部完成後呈現的封裝整體，可以説沒有 Chiplet 封裝技術這一基礎就沒有 SiP。

據瞭解，這家成立於 1968 年封測巨頭早在 2017 年就開始關注先進系統級封裝 (SiP) 並投資於此。2017 年 6 月，Amkor 宣佈成立了一個名為"SiP Solutions"的新部門，該部門的目標是加速 SiP 產品的研發和大規模採用。

目前實現先進系統級封裝 (System-in-Package，SiP) 有以下主流路徑：2D SiP;3D SiP;COWOS(Chip on Wafer on Substrate);Fan-Out SiP;InFO(Integrated Fan-Out);EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)。而這些主流路徑無一例外，其基本框架和實現思路均基於 Chiplet 先進封裝技術。

英偉達所依賴的台積電 2.5D CoWoS 封裝技術正是基於 Chiplet 思路的先進封裝技術，而 Amkor 越南先進封裝廠有望承接部分產能。

從 H100 加速系統的拆解圖來看，H100 利用台積電 CoWoS 封裝技術集成 SK 海力士 HBM 高性能存儲與 GPU 核心。 H100 GPU 芯片系統將台積電 4nm 工藝和 Chiplet 封裝技術融合。英偉達通過 Chiplet 技術將 HBM3 子系統集成到芯片系統，提供高達 3TB/s 超高顯存帶寬，是上一代產品帶寬的近兩倍。同時借台積電 4nm 製程，無論是性能還是數據傳輸和存儲容量，相較於上一代 A100 GPU 芯片均有大幅度提升。

摩爾定律逼近極限，Chiplet 先進封裝來 “救場”

在我們所處的 “後摩爾時代”(Post-Moore Era)，芯片先進製程突破面臨極大難度 (如量子隧穿效應)，以及非常昂貴的技術開發成本，台積電這樣的巨頭也難以承擔高額支出。

隨着人類社會逐漸步入 AI 時代以及萬物互聯趨勢愈發明顯，多種任務帶來的算力需求可能暴增，比如深度學習任務，以及機器學習、推理、AI 驅動的圖像渲染、識別等。每種任務對硬件的性能要求都非常高，這意味着像 PC 那樣單獨集成的 CPU 或 GPU 已經無法滿足算力需求。

因此，Chiplet 先進封裝技術應運而生，該技術允許將不同的 “芯片處理單元”，即將不同的 “Chiplet 芯粒” 集成在一起，滿足多樣性的計算需求，從而更好地優化性能。此外，由於 AI 應用的多樣性，往往需要針對特定任務進行硬件優化，而不同的處理單元芯片可以專門用於特定類型的計算，如圖像處理、語音識別、自然語言處理等，基於 Chiplet 思路的模塊化設計使得能夠針對每種任務選擇最佳的處理單元。

芯片羣雄逐鹿 Chiplet

Chiplet 先進封裝似乎已經成為芯片巨頭的新戰場，英特爾、三星電子和台積電紛紛斥巨資投入這一技術板塊。從芯片產業鏈的角度來看，隨着 Chiplet 封裝技術越來越普及，將給整個產業鏈帶來一次革新，尤其是芯片製造設備商和封測廠商將開拓全新的業務方向，為 Chiplet 封裝提供創新性的製造商支撐。比如，台積電等芯片製造商的上游設備商——全球芯片設備巨頭應用材料 (AMAT.US) 近日公佈了有關晶圓 Hybrid Bonding、硅通孔 (Through Silicon Via) 的兩大新技術，有助於小芯片 2.5D、3D Chiplet 封裝工藝的提升，新的解決方案擴展了應用材料異構集成技術 (HI) 範圍。

基於 Chiplet 先進封裝技術，能夠集成更多的 GPU 或者其他類型芯片來滿足越來越大規模的算力需求。許多 AI 任務涉及大規模並行計算，如神經網絡系統訓練和推理。GPU 等處理器在並行計算方面表現優異，而 Chiplet 封裝技術可以使不同的 GPU 模塊，或者 CPU、FPGA、ASIC 芯片等在同一個芯片系統中協同工作，以提供更大規模的並行計算能力。

目前，英特爾正在馬來西亞檳城興建最新的封裝廠，強化 2.5D/3D 封裝佈局。這將是繼英特爾新墨西哥州及奧勒岡工廠之後，首座在美國之外採用英特爾 Foveros 先進封裝架構的 3D 封裝廠。英特爾表示，其規劃到 2025 年 3D Foveros 封裝的產能將達到當前水平的四倍。通過多年研究探索，英特爾目前壓注的主要是 2.5D EMIB、3D Foveros 等多種基於 Chiplet 思路的先進封裝技術，力圖通過 2.5D、3D 和埋入式等 HI 技術形式實現互連帶寬倍增與功耗減半的目標。

據瞭解，三星電子第四代 HBM 以及封裝服務已經通過 AMD(AMD.US) 測試。AMD 的 Instinct MI300 系列 AI 芯片系統計劃採用三星 HBM3 及 Chiplet 封裝服務，該芯片將集成中央處理器 (CPU)、圖形處理器 (GPU) 及 HBM3，預計今年第四季發佈。為了爭奪未來 chiplet 封裝市場份額，三星正在開發更加先進的 I-cube 和 X-cube 封裝技術。

知名研究機構 Markets And Markets 最新研究報告顯示，覆蓋 GPU、CPU、FPGA 等芯片的 Chiplet 先進封裝技術成品、先進封裝技術 (2.5D/3D、COWOS 和 Fan-Out 等) 以及 Chiplet 市場總額將於 2028 年達到約 1480 億美元，年複合增速 (CAGR) 高達驚人的 86.7%.根據該機構測算與估計，2023 年 Chiplet 整體市場總額可能僅僅為 65 億美元。