AI 芯片交付同时依赖晶圆制造和先进封装
2026 年 6 月 26 日,《纽约时报》报道了先进封装对 AI 芯片交付的制约。这道工序将逻辑芯片、HBM 内存堆栈和互连结构集成,台积电的 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)是其中的重要技术。报道援引分析师估计,台积电在所讨论的先进封装市场中占约 95% 份额;其他行业预测则把 Nvidia 的 CoWoS 需求占比估为约六成。这些估计显示供应与客户都较集中,但不意味着晶圆制程已不再短缺。TrendForce 的研究指出,3nm 晶圆与先进封装产能都在承受 AI 需求压力。
CoWoS 把计算裸片和高带宽内存连接起来
要理解封装为何影响交付,可以先看一颗 AI 加速器由哪些部分组成。
晶圆制造长期受到关注:台积电的 3nm、2nm 工艺,ASML 的 EUV 光刻机,以及三星和英特尔的制程进展,都会影响芯片性能与供应。现代 AI 加速器还需要把不同组件集成起来。Nvidia 的 Blackwell 和 Google 的 TPU 都要连接计算裸片与内存,最终形成可用的封装模组。
以采用 HBM 的加速器为例,主要部件包括逻辑 die(GPU 或 ASIC 计算核心)、HBM(高带宽内存)堆栈,以及连接它们的中介层等互连结构。CoWoS 将来自不同工艺和供应商的裸片对齐、键合,再集成到基板上;不同版本采用的中介层和局部互连设计也有差别。大型封装模组可达到手掌大小。晶圆厂完成裸片制造后,仍须经过封装和测试,才能交付完整加速器。
因此,增加前端晶圆产能与增加封装产能需要配合进行。任何一道工序跟不上,都可能让已完成的部件等待下一步加工。
CoWoS 持续扩产,年底产能与全年产量需分开
台积电持续扩大 CoWoS 产能,但需求也在增加。行业报道汇集的月产能估计与年底预测如下;这些并非台积电逐年公开确认的统一统计:
- 2023 年:月产能约 13,000–16,000 片晶圆(WPM)
- 2024 年:快速增至 35,000–40,000 WPM
- 2025 年:达到约 75,000 WPM,近乎翻倍
- 2026 年底预测:约 120,000–130,000 WPM
按这些区间粗略估算,2026 年底月产能可能达到 2023 年的约 8 至 10 倍。但年底达到的产能不能直接乘以十二,作为当年的实际产量;扩产爬坡、产品组合和良率都会影响交付。Astute Group 转述 Morgan Stanley 的研究称,2026 年全球相关封装晶圆需求可能接近 100 万片。这是另一组需求预测,不能与年底月产能的年化值直接相减来计算缺口。
客户分配也影响各家的交付。Astute Group 转述的同一预测认为,Nvidia 在 2026 年可能预订约 595,000 片相关封装晶圆,约占预测全球需求的 60%;其中包括台积电及其他封测供应商,不能全部计为台积电自有 CoWoS 产线订单。另有行业分析估计,Nvidia、Broadcom 和 AMD 合计占相关产出的 85% 以上,并报道部分订单排至 2027 年、交期约 52 至 78 周。这些数字对应不同预测与产品安排,实际配额还取决于客户合同和产线进度。
据 2026 年 6 月的报道,台积电管理层仍预计 AI 需求带来的供应压力会持续。TrendForce 6 月转述《经济日报》援引机构投资者的估计称,CoWoS 供需缺口可能从约 20% 收窄至年底约 10%。TrendForce 自身的研究则预计,全球 2.5D 封装严重短缺到 2027 年可能略有缓解。缓解幅度仍取决于扩产和需求变化。
Nvidia 提前预留产能,其他客户寻找替代供应
Nvidia 较早安排晶圆、封装和关键材料采购,有助于提高后续产品交付的确定性。
据行业报道,Nvidia 通过长期安排预留了 CoWoS-S 和 CoWoS-L 产能,前者用于 Hopper,后者服务于 Blackwell、Rubin 等平台。提前预订有利于规划新产品,但公开信息没有显示 Nvidia 对台积电每条新增产线都拥有优先购买或拒绝权。
TrendForce 指出,Google 等公司同样有强劲需求,但部分关键组件采购较晚,材料短缺限制了产品增长。AMD 的 MI300、MI400 系列扩产也要落实封装供应。Intel 则尝试以 EMIB、Foveros 等技术争取客户,日月光旗下矽品、Amkor 等封测厂也在承接外溢订单。替代供应能增加选择,但新产品仍需完成设计适配、验证和量产爬坡。
部分评论据此担心,大客户提前预订会压缩其他厂商的可用配额。不过,约六成的需求估计并不等于一家企业订满了全部产线。
AI 芯片竞争因此还包含供货安排:除了架构和软件生态,厂商需要为产品落实足够的封装配额。若某个环节延误,芯片设计完成也不代表可以按计划出货。
亚利桑那封装研发项目受阻,量产设施仍需建设
美国希望在本土补齐先进封装能力,公共研发项目和商业量产设施的进度都很重要。
《纽约时报》报道,拜登政府时期的一项 11 亿美元先进封装研发安排在特朗普政府上台后受阻。NIST 的 2025 年 1 月公告确认,这笔资金原计划交由 Natcast 运营亚利桑那州 Tempe 的先进封装试验能力。2025 年 8 月,美国商务部致函 Natcast,认定双方协议无效,并表示不再按协议履行义务。这里涉及的是研发与试验设施,不能等同于直接取消一家成熟量产工厂。
加州大学洛杉矶分校(UCLA)教授 Subramanian Iyer,72 岁,曾任 IBM 技术专家并参与该研发项目规划。他在接受《纽约时报》采访时批评这一变化:
「底线是,他们把婴儿和洗澡水一起倒掉了。最终我们走到了一个比以往更加依赖台积电的境地。」("The bottom line is they've thrown the baby out with the bathwater. We've ended up in a place where we are even more dependent on TSMC.")
台积电在美国的商业扩产是另一项安排。其宣布的 1,650 亿美元投资计划包括六座晶圆厂、两座先进封装设施及研发中心,并非这些设施已经全部建成。在本土相应封装能力就绪前,部分美国制造的 AI 芯片仍需要送往台湾完成后续加工。有关报道把亚利桑那先进封装大规模上线时间放在 2028 年以后,但实际供货还需等待建设、设备安装和客户认证。即使实现本地生产,工艺和供应商依赖也不会因此自动消失。
Prism News 的分析也关注这项依赖:如果晶圆制造迁往美国,但所需的先进封装仍集中在台湾,跨地区运输与供应中断风险就依然存在。分散晶圆生产地点,只解决了供应链的一部分问题。
评估芯片供应,需要同时查看制造、封装和测试
先进封装的紧张提示市场,单看晶圆制程与投片量,还不足以判断完整芯片的供应。
3nm 量产、2nm 进展、ASML 的 High-NA EUV 光刻机交付,以及英特尔 18A 的竞争力,仍是重要问题。同时,CoWoS 等封装工序决定了计算裸片如何与内存集成,测试则影响多少成品可以交付。各环节需要按具体产品匹配,不能只按制程先进程度判断供货能力。
《纽约时报》援引 International Business Strategies(IBS)分析师 Handel Jones 的估计称,台积电在其讨论的先进封装市场中占约 95% 份额,CoWoS 供给较需求少约 30%。这是分析师对特定市场和时点的估计,不能与其他机构的月产能预测直接混算。在封装受限的产品线上,仅增加晶圆供应,可能无法同比例增加最终出货。
Silicon Analysts 的分析强调了 CoWoS 利用率对交付的影响。实际排产时,还需要结合封装版本、基板与 HBM 供应,以及测试能力,识别哪个环节正在限制出货。
扩产能否转化为交付,要看配套环节是否同步
AI 需求快速增长,使 CoWoS 等 2.5D 封装技术承受更大供应压力。台积电扩产、封测厂承接订单,以及其他封装技术的应用,都可能增加供给;这些变化能否及时转化为成品,还取决于材料、设备、设计适配与良率。
Nvidia 提前安排产能,AMD 和 Google 寻找足够配额,美国则试图同时建设研发与制造能力。它们面对的是相互衔接的生产任务:把裸片做出来之后,还要完成连接、封装和测试。只有这些环节同步到位,新增投资才会转化为更多可交付的 AI 芯片。

