[芯片Talk]“英伟达GPU引爆封装大战” 代工厂也备战工艺升级
英伟达H100之后传统后封装概念被颠覆
台湾台积电封装技术领先，三星电子奋起追赶
“即便处于困难局面，人才培养和面向未来的技术投资也绝不能有丝毫动摇。”
这是 Samsung Electronics 会长 Lee Jae-yong 今年2月视察天安·温阳园区半导体生产线时所作出的表态。由于这番话不是在京畿道华城晶圆代工（半导体委托生产）工厂，而是在天安·温阳封装工厂说出的，因此在业界引发高度关注。这句话蕴含的，是一旦在封装领域落后，半导体业务也将走到尽头的危机感。Lee 会长年初便到访天安·温阳封装工厂，也是出于这一原因。
全球顶级人工智能（AI）半导体企业英伟达（Nvidia）的主力产品 H100，是将负责运算处理的图形处理器（GPU）与负责数据存储的高带宽存储器（HBM）半导体像一块芯片那样连接在一起制造而成。H100 的出现改变了传统意义上的半导体后工序概念。
传统上，后工序是指在硅晶圆上印刷电路的前工序之后、产品出货前进行的封装作业。也就是将绘有电路的晶圆切割成单个芯片（切割·Dicing），再制作电信号流动的通道并加工外形。而如今，像 H100 这样通过连接不同种类的半导体，来制造出一颗系统（非存储）半导体的“异质集成”方式被广泛采用。相应地，不再是把晶圆圆片切成单个半导体芯片尺寸后再加工外形，而是直接在晶圆圆片上叠放多个芯片并立即进行封装。也就是说，如今的趋势是不再把过去被归为同一概念的后工序与将芯片打包在一起的封装视为同一工序。
问题在于，不仅存储半导体企业，连晶圆代工企业也在把全部力量投入封装高度化工作。苹果（Apple）、高通（Qualcomm）等无晶圆厂（半导体设计企业）会把订单交给既能完美完成前工序，又能完美完成后工序的晶圆代工企业。这意味着，这已不是 Samsung Electronics、SK hynix、Micron 等存储厂商之间的竞争市场。
在封装技术方面处于领先地位的企业，是全球第一大晶圆代工厂商台湾台积电（TSMC）。TSMC 于2011年开发了 Chiplet 技术。Chiplet 是一种像乐高积木那样，将具备不同功能的半导体芯片互相连接，制造出高性能半导体的技术。掌握该技术，才能开展 2.5D 封装。2.5D 封装是将 HBM 半导体平铺在基板上进行封装的技术，也就是把系统半导体与存储半导体以水平方式排列。相反，如果垂直堆叠，则为 3D 封装。TSMC 已将 2.5D 封装技术开发到第5代。
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Samsung Electronics 自2021年起推出名为“I-Cube”的 2.5D 封装技术，开始展开追击。预计 I-Cube 的量产最快要到明年才有可能。从明年第二季度起，公司计划量产将4颗 HBM 与 GPU 等一同封装的 I-Cube 4，第三季度则量产封装8颗 HBM 的 I-Cube 8。
与 TSMC 不同，Samsung Electronics 同时经营存储半导体业务，基于这一公司特性，开始提供从芯片生产到封装的一站式（Turnkey·一揽子）服务。受该服务影响，外界传出消息称，公司已从美国 AMD 接下 HBM 与先进封装服务订单。公司还在加快推进封装领域的组织重组与人才引进。Samsung Electronics DS（半导体）部门去年组建了“先进封装（AVP）事业团队”，并于今年3月和7月先后招聘了应届与有经验员工。公司还聘请曾在 TSMC 负责 3D 封装技术的 Lin Jing-cheng 出任 AVP 事业团队副总裁。
SK hynix 也在推进投资规模达150亿美元的美国先进封装及研发（R&D）中心建设，目前正在物色用地。从技术层面看，公司已具备国内最高水平的硅通孔（Through Silicon Via，TSV）工艺能力。2013年，公司在国内率先开发出采用 TSV 工艺的 HBM 半导体产品。TSV 工艺是将芯片磨薄后打出数百个微小孔洞，再把上层芯片和下层芯片的孔位以垂直贯通电极连接起来的一种先进封装技术。
封装市场的成长性十分可观。市场调研机构 Gartner 预计，全球封装市场将从今年的574亿美元（约合76万亿韩元）扩大到2025年的649亿美元（约合86万亿韩元）。但业界评价认为，韩国的封装产业生态系统较竞争国家偏弱。Samsung Electronics、SK hynix 的非高端产品等仍有大量订单交由外包后工序（OSAT）企业处理。
只有在晶圆代工厂、存储厂商与 OSAT 企业之间构建起有机的供应链生态系统，才能降低成本并提升生产效率，而韩国在供应链竞争力方面相对薄弱。根据 Gartner 调查，去年全球排名前25家 OSAT 企业的销售额为403.9亿美元（约53.4万亿韩元），其中韩国企业（18.18亿美元，约2.4万亿韩元）所占比重仅为4.5%。排名第1的是台湾 ASE，第2是美国 Amkor，第3是中国长电科技（JCET），三家企业合计垄断了45.1%的全球市场份额；在前25家企业中，有11家（44%）是台湾企业。韩国企业只有4家（16%），且全部排在前10名之外。
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