中美芯片沖突拉開新戰(zhàn)線,出貨有望飆升至100倍

美國總統(tǒng)拜登采取了雙管齊下的方法來限制中國的高科技進步，既遏制中國獲得尖端芯片，又可加強美國的半導體生產(chǎn)。他將進一步加大壓力，把重點轉(zhuǎn)移到爭奪技術(shù)霸主地位的一個新興領(lǐng)域，即半導體封裝工藝，這一工藝日益被視為是實現(xiàn)更高性能的途徑。

并非只有美國認識到所謂先進封裝的潛力，中國也在利用這個不受制裁的領(lǐng)域，在制造高端芯片方面占據(jù)了全球市場份額并獲得進展。

技術(shù)分析公司Tirias Research的創(chuàng)始人吉姆·麥格雷戈表示，封裝是半導體行業(yè)創(chuàng)新的新支柱，它將徹底改變整個行業(yè)。對于尚不具備最先進制造能力的中國來說，由于不受美國政府的限制，其發(fā)展肯定會更容易，這可以幫助中國縮小與美國的差距。

半導體封裝業(yè)務是指將芯片封裝在既能保護芯片又能將芯片與電子設備連接起來的材料中，這只是該行業(yè)的一個后道程序。因此，這項工作主要被外包給亞洲，而中國是主要受益者，英特爾稱，如今美國的封裝能力僅占全球的3%。

然而，突然之間先進封裝無處不在，英特爾將其作為恢復競爭力戰(zhàn)略的核心部分；中國將其視為提高國內(nèi)半導體產(chǎn)能的一種手段；現(xiàn)在美國也將其作為自給自足計劃的一部分。

在《芯片和科學法案》出臺一年多之后，拜登政府概述了一項耗資30億美元的《國家先進封裝制造計劃》，并在最近任命了該中心的領(lǐng)導。美國商務部副部長勞里·洛卡西奧表示，該計劃的目標是在十年內(nèi)建立多個大批量包裝設施，并減少對亞洲供應線的依賴，因為亞洲供應線會給美國帶來安全風險。

白宮發(fā)言人羅賓·帕特森表示，總統(tǒng)的首要任務是確保美國在半導體制造業(yè)所有領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，而先進封裝是其中最關(guān)鍵的領(lǐng)域之一。

隨著先進封裝迅速成為全球芯片沖突的新戰(zhàn)線，一些人認為早就應該這樣做了。

加利福尼亞州共和黨眾議員杰伊·奧伯諾特是國會人工智能（AI）核心小組的副主席之一，他指出，“我們不能忽視封裝，因為兩者缺一不可。如果封裝仍在海外進行，即使我們100％的芯片制造都在本國進行也無濟于事?！?/p>

組裝、測試和封裝通常被視為后端制造，與制造功能以十億分之一米為單位的芯片的前端業(yè)務相比，創(chuàng)新較少，附加值較低。然而，隨著新技術(shù)使芯片得以組合、堆疊并提高其性能，半導體行業(yè)的復雜程度正在迅速提高，這被行業(yè)高管稱為一個拐點。

彭博情報公司技術(shù)分析師查爾斯·沈表示，先進的封裝技術(shù)是一個關(guān)鍵的解決方案。它不僅提高了芯片處理速度，更重要的是實現(xiàn)了各種芯片類型的無縫集成。因此，這將重塑半導體制造業(yè)的格局。

人工智能應用所需的大功率半導體必須使用這種技術(shù)。事實上，一種被稱為CoWoS的特殊封裝的短缺，是英偉達人工智能芯片生產(chǎn)的一個關(guān)鍵瓶頸。

2023年夏天，英偉達的主要芯片制造商臺積電表示計劃在2024年年底前將CoWoS的產(chǎn)能提高一倍。

臺積電先進封裝技術(shù)副總裁何俊10月份在臺北舉行的一次會議上說，雖然臺積電研究這項技術(shù)已有12年之久，但它直到今年才開始起步，其正在瘋狂地建設產(chǎn)能。

美光公司正在印度建立一個價值27.5億美元的后端工廠，英特爾同意在波蘭建一個價值46億美元的組裝和測試工廠，并在馬來西亞投入約70億美元建先進封裝工廠。韓國SK海力士2022年表示計劃投資150億美元在美國建一個封裝工廠。

英特爾CEO帕特·基辛格在接受采訪時表示，英特爾目前在封裝領(lǐng)域擁有一些非常獨特的技術(shù)。

這讓一些分析師預測，該領(lǐng)域的公司將迎來紅利。麥肯錫認為，用于數(shù)據(jù)中心、人工智能加速器和消費電子產(chǎn)品的高性能芯片將為先進封裝技術(shù)創(chuàng)造最大需求。

Jeffries的分析師在9月14日的一份報告中寫道，使用先進封裝技術(shù)的芯片出貨量預計將在未來18個月內(nèi)增加10倍，但如果先進封裝技術(shù)成為智能手機的標準配置，這一數(shù)字可能會飆升至100倍。

在過去的五十年里，芯片的性能不斷提高，這在很大程度上得益于生產(chǎn)技術(shù)的進步。現(xiàn)在，芯片元件包含多達數(shù)百億個微小晶體管，這些晶體管賦予了芯片存儲或處理信息的能力。但現(xiàn)在，這條以英特爾創(chuàng)始人名字命名的摩爾定律發(fā)展之路正遭遇根本性的障礙，使得改進變得更加困難，實現(xiàn)起來也更加昂貴。

摩爾定律指出芯片上的晶體管數(shù)量大約每兩年翻一番。隨著進展速度的放緩，許多公司無法以一半的成本、兩倍的速度和更低的功耗水平提升晶體管數(shù)量，業(yè)界開始更多地依賴先進的封裝技術(shù)來彌補不足。

許多設計人員和公司都在鼓吹模塊化方法的好處，即在同一個封裝中使用多個緊密封裝在一起的芯片來制造產(chǎn)品，而不是在一塊硅片上塞入越來越多的微小元件。

這就解釋了為什么盡管2023年下半年芯片行業(yè)不景氣，生產(chǎn)芯片封裝工具的荷蘭公司BE Semiconductor Industries在過去12個月里身價倍增，達到約98億美元，比費城半導體指數(shù)高出兩倍。

與前端制造所涉及的巨額資金相比，這仍然相形見絀，同為荷蘭公司的ASML幾乎壟斷了生產(chǎn)尖端半導體所需的設備，其市值接近2500億美元。英特爾在德國東部城市馬格德堡的尖端芯片制造廠標價300億美元，是其在馬來西亞投入的四倍多。

新責任基金會智庫的克萊因漢斯和東西方未來咨詢公司分別在12月的一份報告中寫道，這些公司看到了利用先進封裝工藝實現(xiàn)性能提升的潛力，無需依賴外國尖端前端工藝。

IBM全球企業(yè)系統(tǒng)開發(fā)部副總裁杰克·赫根羅瑟指出，先進封裝在資金方面相對被忽視。他希望加倍撥款，幫助美國的包裝能力上升到全球總量的10%到15%，最好在十年內(nèi)達到25%，以確保供應鏈的安全。他認為在北美建立一個先進包裝中心是非常重要的。