为什么这项关键芯片技术对中美之间的人工智能竞赛至关重要

台积电 （Taiwan Semiconductor Manufacturing Company） 公布了 1000 亿美元的投资，这是美国历史上最大的单笔外部投资，引起了全球的关注。

台积电生产了世界上 90% 以上的先进半导体芯片，为从智能手机和人工智能 （AI） 应用到武器的所有应用提供动力，它将在亚利桑那州等地建造两家新的先进封装工厂。

以下是您需要了解的有关先进封装技术的所有信息，随着全球 AI 的狂热，先进封装技术的需求呈指数级增长，以及这对美国和中国之间争夺 AI 主导地位的斗争意味着什么。

虽然两国已宣布暂时休战，将破坏性的三位数关税取消 90 天，但由于在美国实施的芯片限制和其他问题上的持续争执，两国关系仍然紧张。

什么是先进封装？

上个月，在台北举行的一年一度的贸易展 Computex 上，芯片制造商英伟达 （Nvidia） 的首席执行官黄仁勋告诉记者，“先进封装对 AI 的重要性非常高”，并宣称“没有人比我更努力地推动先进封装”。

封装通常是指半导体芯片的制造工艺之一，这意味着将芯片密封在保护外壳内并将其安装到进入电子设备的主板上。

具体来说，先进封装是指允许将更多芯片（如图形处理单元 （GPU）、中央处理器 （CPU） 或高带宽内存 （HBM））更紧密地放置在一起的技术，从而提高整体性能、加快数据传输速度并降低能耗。

将这些芯片视为公司内的不同部门。这些部门彼此越近，人们在它们之间穿梭和交流想法就越容易，花费的时间就越短，运作效率就越高。

“你试图把芯片尽可能地放在一起，你也在采用不同的解决方案，使芯片之间的连接变得非常容易，”总部位于亚洲的私人投资公司 TrioOrient 的副总裁 Dan Nystedt 告诉 CNN。

在某种程度上，先进封装延续了摩尔定律，即随着芯片制造工艺的突破变得越来越昂贵和困难，微芯片上的晶体管数量将每两年翻一番。

虽然先进封装技术有很多种，但 CoWoS 是 Chips-on-Wafer-on-Substrate 的缩写，由台积电发明，可以说是自 OpenAI 的 ChatGPT 首次亮相以来最知名的，它引发了人工智能的狂热，它甚至成为当地家喻户晓的名字，促使 AMD 首席执行官 Lisa Su 表示，该岛是“唯一可以说 CoWoS 并且每个人都能理解的地方”。

为什么先进封装如此重要？

先进封装在科技界已成为一件大事，因为它确保需要大量复杂计算的 AI 应用程序运行无延迟或故障。

CoWoS 对于生产 AI 处理器是必不可少的，例如 Nvidia 和 AMD 生产的用于 AI 服务器或数据中心的 GPU。

“如果你愿意，你可以称它为 Nvidia 打包过程。几乎所有制造 AI 芯片的人都在使用 CoWoS 工艺，“Nystedt 说。

这就是对 CoWoS 技术的需求猛增的原因。因此，台积电正在争先恐后地提高产能。

在 1 月份访问中国台湾时，黄仁勋告诉记者，目前可用的先进封装产能“可能是”不到两年前的四倍”。

“打包技术对计算的未来非常重要，”他说。“我们现在需要非常复杂的先进封装，才能将许多芯片组装成一个巨大的芯片。”

这对美国有什么好处？

如果说先进制造是芯片制造领域的一块拼图，那么先进封装就是另一块拼图。

分析人士表示，在亚利桑那州拥有这两块拼图意味着美国将拥有芯片生产的“一站式商店”，并加强其人工智能武器库的地位，使台积电的一些顶级客户苹果、英伟达、AMD、高通和博通受益。

“它确保美国拥有从先进制造到先进封装的完整供应链，这将有利于美国在人工智能芯片方面的竞争力，”市场研究公司 Digitimes Research 的分析师 Eric Chen 告诉 CNN。

由于对人工智能至关重要的先进封装技术目前仅在台湾生产，因此在亚利桑那州拥有这些技术还可以降低潜在的供应链风险。

“CoWoS 不会把所有鸡蛋都放在一个篮子里，而是在台湾和美国，这会让你感到更加安全和有保障，”Nystedt 说。

CoWoS 是如何发明的？

虽然 CoWoS 最近才迎来了它的时刻，但这项技术实际上已经存在了至少 15 年。

这是由 Chiang Shang-yi 领导的工程师团队的心血结晶，Chiang Shang-yi 曾在台积电任职两次，并从公司退休，担任联合首席运营官。

Chiang 于 2009 年首次提出开发该技术，试图在芯片中安装更多晶体管并解决性能瓶颈。

但是当它被开发出来时，由于与之相关的高成本，很少有公司采用这项技术。

“我只有一个客户......我真的变成了一个笑话（在公司里），我承受了很大的压力，“他在 2022 年为加利福尼亚州山景城计算机历史博物馆录制的口述历史项目中回忆道。

但 AI 的繁荣扭转了 CoWoS 的局面，使其成为最受欢迎的技术之一。“结果超出了我们最初的预期，”Chiang 说。

在全球半导体供应链中，专门从事封装和测试服务的公司被称为外包半导体封装和测试 （OSAT） 公司。

除了台积电之外，韩国的三星和美国的英特尔，以及包括中国长电科技集团、美国的 Amkor 和台湾的 ASE Group 和 SPIL 在内的 OSAT 公司都是先进封装技术的主要参与者。