跃居全球最大封装厂，台积电要颠覆电源

（原标题：跃居全球最大封装厂，台积电要颠覆电源）

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来源：内容编译自substack。

伯恩斯坦证券预测，随着AI芯片用CoWoS需求的爆发，台积电今年先进封装营收有望占总营收的10%，超越日月光，成为全球最大封装供应商。

此外，上个月的台积电2025技术研讨会首次披露了CoWoS技术的下一步发展，这将引发一场新的技术革命和激烈的跨行业竞争。

此次台积电技术研讨会的最大亮点，并非最新14A（1.4纳米）制程的亮相，也不是12英寸晶圆大小的巨型SoW封装，而是台积电联席首席运营官兼业务发展资深副总经理张晓强博士在倒数第二张PPT的主题演讲中，揭晓了继硅光子之后，又一项令人期待已久的革命性技术。

他身后的屏幕上首先显示的是台积电先进CoWoS封装熟悉的剖面图，上面用粗体字写着：“高性能计算/AI技术平台（今日）”。

CoWoS 的结构类似于夏威夷披萨。以英伟达最常见的 AI 加速卡 H100 为例，最上层是一片火腿（4nm GPU 芯片），周围紧紧包裹着几片菠萝片（高带宽内存，HBM）。再下面是一层奶酪（硅中介层），最底层则是脆皮（基板）。

“然而，这个领域未来将发生根本性的变化，”张博士说，他揭开了“明日CoWoS”幻灯片，其结构比之前的幻灯片复杂得多。

最显著的变化在于硅中介层，它本质上是披萨中间的“奶酪”，现在由几个小色块组成，代表着不同功能的IC。张博士解释说，以前，这一层仅用于钻孔互连，但现在将通过3D堆叠集成更多功能。

首先被提及的是大家更熟悉的硅光连接器。然而，在本次技术论坛上首次亮相的却是一种“集成电压调节器”（IVR），它可以被看作是嵌入在芯片内的超微型变压器。

张博士解释道，将电压调节器靠近处理器可以“最大化”电源调节效率。

这种“结构性变化”，促使前工研院电光所所长、乾坤科技技术长詹益仁博士在其个人专栏中发出警告：台积电在先进制程上已是“一人秀”，“不久的将来，在先进封装领域，也可能独树一帜”。

换句话说，台积电凭借其在所有AI芯片必备的CoWoS技术上的垄断优势，可以集成越来越多的功能，比如这个集成稳压器。

对于台达电、英飞凌等电源模块供应商来说，“未来CoWoS”幻灯片无异于一份死亡笔记，一个令人不寒而栗的信号，表明他们的独立产品将因融入CoWoS而消失。

“希望台积电能给我们留点活儿，”一位电力行业人士无奈地说道，“如果你们什么都包了，那我们还剩什么活儿？”

iPhone 的教训很明显：一旦苹果开始设计自己的 Wi-Fi、蓝牙、电源管理和数据 IC，高通、博通和 Dialog 等主要供应商就会失去大量订单，并被迫退出苹果的供应链。

IVR由三部分组成：一块由Nvidia设计、采用台积电16纳米工艺生产的电源管理IC，以及超薄电容和电感。据上述电源业内人士称，将这些元件嵌入厚度仅为100微米的硅中介层中，在技术上“极具挑战性”。他指出，即使是Nvidia自己的工程师也对其可行性缺乏充分信心。目前，预计它将首先与Nvidia计划于2028年发布的下一代GPU架构“Feynman”配合使用。

第二个挑战在于对电感、电容等无源元件极高的性能要求。“市面上常见的无源元件工作频率一般在几百KHz，”一位业内人士表示，“1MHz已经很厉害了。他们的规格要求是50到60MHz，这几乎是主流产品性能的百倍。”

第三个也是尤为关键的挑战是电压转换和整流过程中产生的高热量。由于被密封在中介层内，“它的热量该如何散发呢？”他问道。

这正是下一代液体冷却技术可能发挥作用的地方。

在去年的台湾国际半导体展（Semicon Taiwan）上，比利时微电子研究中心（IMEC）展示了一种利用3D打印技术制作的微通道，使冷却液直接流经芯片表面的冷却技术。纬颖董事长洪丽娴在今年COMPUTEX演讲中也提到，由于未来AI服务器的散热挑战巨大，未来的冷却技术将会融入到芯片设计中。“这在过去是无法想象的。”

一位高级研发主管质疑台积电和英伟达为何要采取如此激进的技术跨越。即使目标是将电压调节器尽可能靠近 GPU 芯片，也应该循序渐进，“先把它放在比较容易的位置”，比如基板下方，然后再逐渐向内移动。“直接跳到硅中介层太过激进了。”

但这是典型的黄仁勋风格。

“Nvidia 就是喜欢挑战技术的极限，”资深半导体分析师、腾旭投资首席信息官程正桦表示。

最明显的例子就是最近发货的 GB200 NVL72，它将 72 个 GPU 装入一个机柜中，并强制采用不成熟的液体冷却技术，导致严重的生产延迟，将初始发货时间从 2024 年第三季度推迟了整整一年。

然而，程认为，黄仁勋故意设定了一个“不可能完成的任务”，迫使公司必须不懈地推进。因此，表面上的“延迟发货”实际上是有利的。“如果他没有设定这样的时间表，我们现在可能都不知道产品在哪里了。”

话虽如此，黄仁勋正在推动整个供应链向前发展，以推出一款能够将 72 个 GPU 作为一个计算单元处理的超高效 AI 计算机。业界或许对此感到兴奋，但这也可以理解，因为在 OpenAI 和谷歌等巨头的推动下，人工智能竞赛对计算能力的需求永无止境。

但这一次，Nvidia 为什么要强迫供应商承担最新的“不可能的任务”：将电压调节器集成到 CoWoS 封装中？

别误会，黄仁勋正在执行一项大胆的战略，而我们现在看到的只是开局之举。

张博士在演讲中解释道，关键词是“能源效率”，并称其为“未来人工智能发展最关键的技术”。

本次台积电2025技术研讨会首次亮相的嘉宾，台达电源与系统事业群总经理陈盈源，进行了进一步的讲解。

他表示，英伟达下一代AI服务器机架将容纳576块GPU，单机架功耗将达到1MW，而单个AI数据中心的电力需求可能达到1GW，相当于一座核反应堆的发电量。

然而，目前的供电架构效率太低。从公共电网到芯片的转换效率约为87.6%。“这意味着12.4%的能量在这个过程中以热量的形式损失掉了。”

对于前面提到的1MW机架来说，产生的高热量可以同时煮沸124个热锅，即使是最先进的液冷技术也可能无能为力。

唯一的解决方案就是从根本上彻底改造整个AI数据中心的电源架构。这就是Nvidia正在大力推广的800伏高压直流（HVDC）电源系统架构。

陈志雄表示，台达最新研发的技术，可将800伏电源架构的效率提升至92.5%，这意味着省电5%，更重要的是，一下子减少40%的散热负担。

然而，这场电源转型的初现也有望重新洗牌各厂商在数据中心市场的地位。英伟达和台积电正在将更多功能集成到芯片中，而电源IC龙头英飞凌也计划利用其技术优势，从芯片向下游模块延伸。

正因如此，一位业内高管透露，英飞凌的高性能电源IC已经不再卖给台达了。“他们说对不起，他们得把最好的留给自己。”

https://cwnewsroom.substack.com/p/tsmcs-next-generation-cowos-delta-infineon

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