تايوان لصناعة أشباه الموصلات تحقق إنتاجية 99% في تغليف CoWoS وتخطط لحزمة بحجم 12,000 مم²

قيود العرض المتبقية: الذاكرة وأساسيات ABF

أشار نائب الرئيس صراحةً إلى أن عنق الزجاجة يتحرك إلى أعلى سلسلة التوريد بعيدًا عن قدرة TSMC الخاصة بـ CoWoS:

• ذاكرة HBM: إمدادات HBM مباعة بالكامل عمليًا حتى عام 2026 عبر جميع موردي DRAM الثلاثة الكبار (SK hynix، Samsung، Micron) . هناك أيضًا مخاطر إضافية على الإنتاجية في تقنية HBM4E ذات 12 طبقة، مع تداول صناعي يشير إلى أن بعض العملاء قد يتراجعون إلى تكوينات من 8 طبقات، مما يقلل الذاكرة الفعالة لكل حزمة بحوالي 33% .
• أساسيات ABF (Ajinomoto Build-up Film): تظل أساسيات ABF هي عنق الزجاجة الحرج لحزم الرقائق القلّابة عالية الطبقات. قدرة CoWoS نفسها محجوزة بالكامل حتى عام 2026 وحتى عام 2027، مع مهال زمنية تتراوح بين 52 و78 أسبوعًا لطلبات تغليف الذكاء الاصطناعي . نقص إمدادات أساسيات ABF هو قيد هيكلي رئيسي يحد من عدد الحزم التي يمكن لـ TSMC شحنها بغض النظر عن توفر خطوط CoWoS .

خطط التوسع: من 5.5x إلى 14x الشبكة بحلول 2028–2029

كشفت TSMC عن خارطة طريق طموحة لأحجام الشبكة تقريبًا على وتيرة "جيل واحد في السنة":

من المتوقع أن تدمج حزمة 14x الشبكة CoWoS حوالي 10 شرائح حوسبة كبيرة و20 كومة من ذاكرة HBM في حزمة واحدة، مما يحوّل الحزمة عمليًا إلى طبقة أساس حوسبة على مستوى النظام . بعض المصادر تشير إلى عام 2028 لإصدار التصميم النهائي (tape-out) بينما تشير مصادر أخرى (بما في ذلك عرض نائب الرئيس) إلى عام 2029 للإنتاج التجاري. هذا التناقض على الأرجح يعكس جدولًا زمنيًا للإصدار في 2028 وزيادة الحجم في 2029 .

التحديات التقنية الرئيسية للتوسع

يطرح التوسع إلى 14x الشبكة (وما بعده) عدة عقبات فيزيائية وعملية:

• الانبعاج والإجهاد الميكانيكي: المساحة الأكبر للحزمة تخلق انحناءً وإجهادًا كبيرًا عبر الشريحة الوسيطة (interposer) والركيزة (substrate) وكومة الرقائق، مما يتطلب مواد متقدمة وتحكمًا دقيقًا في العملية .
• سلامة الإشارة وكثافة التوصيل البيني: الحفاظ على اتصالات عالية النطاق ومنخفضة الكمون عبر مساحة أكبر بثلاث مرات يتطلب تقدمًا في النتوءات الدقيقة (micro-bumps)، والوصلات السيليكونية الرأسية (TSVs)، وطبقات إعادة التوزيع (redistribution layers) .
• توصيل الطاقة والإدارة الحرارية: حزمة بحجم 14x تضم حوالي 10 شرائح حوسبة كبيرة و20 كومة من HBM ستستهلك طاقة عالية جدًا، مما يتطلب حلول تبريد مبتكرة وشبكات توزيع طاقة جديدة .
• خياطة الطباعة الحجرية: الحزم الأكبر من لقطة شبكة واحدة تتطلب خياطة دقيقة متعددة اللقطات، وهو تحدٍ تصنيعي رئيسي للإنتاجية على نطاق واسع .
• توفر الركيزة: الحزم الأكبر تتطلب ركائز ABF أكبر ذات طبقات أعلى — وهي المكونات التي تعاني بالفعل من أقصى نقص .

تعتقد TSMC أن CoWoS على مستوى الرقاقة (وليس على مستوى اللوحة) يظل أفضل مسار لأكبر هذه التوصيلات البينية، حيث أن تقنيات مستوى اللوحة لا تستطيع بعد مطابقة كثافة التوصيل لـ CoWoS .

الموقع التنافسي مقابل إنتل

تكشف إفصاحات TSMC في OCP APAC عن مقارنة مباشرة مع جهود التغليف من إنتل:

• فجوة الإنتاجية: أفادت مصادر صناعية متعددة أن تقنية EMIB-T (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) المنافسة من إنتل لا تزال تسعى للوصول إلى 90% من الإنتاجية، بينما تجاوزت CoWoS من TSMC 98% بالفعل في الإنتاج الضخم . هذا فجوة تزيد عن 8 نقاط مئوية في الإنتاجية على نطاق واسع.
• خارطة طريق أحجام الشبكة: تستهدف TSMC 14x الشبكة (~12,000 مم²) بحلول 2028–2029. بينما وعدت إنتل علنًا بحزمة 12x الشبكة في جدول زمني مماثل، مما يضع TSMC أكبر بنسبة 15-20% تقريبًا في المساحة المستهدفة .
• القدرة والنظام البيئي: وسعت TSMC قدرة CoWoS بنسبة 106% في عام 2025 ورفعت النفقات الرأسمالية لعام 2026 إلى مستوى قياسي يتراوح بين 60 و64 مليار دولار جزئيًا لتمويل توسع التغليف . قدرة CoWoS محجوزة بالكامل حتى عام 2027، مما يعني أن عملاء TSMC (Nvidia، AMD، Broadcom، وغيرها) مقيدون في النظام البيئي للتغليف من TSMC — وهو خندق هيكلي .
• وضع إنتل: أعمال التغليف في مصانع إنتل (بما في ذلك EMIB-T) لا تزال في مرحلة زيادة الإنتاجية ولم تحقق بعد حجم إنتاج مماثل. فجوة الإنتاجية والقدرة تعني أن TSMC تظل المورد المهيمن للتغليف المتقدم لمسرعات الذكاء الاصطناعي عالية المستوى في المستقبل المنظور.

الخلاصة

حققت تقنية CoWoS بحجم 5.5x الشبكة من TSMC إنتاجية تتراوح بين 98-99% في الإنتاج الضخم، مما نقل عنق الزجاجة في إمدادات رقاقات الذكاء الاصطناعي بعيدًا عن خطوط التغليف الخاصة بها نحو إمدادات ذاكرة HBM وأساسيات ABF. تخطط الشركة للتوسع إلى 14x الشبكة (~12,000 مم²) بحلول عام 2028-2029، القادرة على دمج حوالي 10 شرائح حوسبة و20 كومة HBM — ولكنها تواجه تحديات ميكانيكية وحرارية وفي مجال الركائز. مقارنة بتقنية EMIB-T من إنتل (المقدرة بحوالي 90% إنتاجية)، تحتفظ TSMC بتفوق قيادي في الإنتاجية والحجم والقدرة في التغليف المتقدم للذكاء الاصطناعي.