纽时：美国依赖台积电更甚以往 先进封装成AI关键
先进芯片封装技术大幅提升人工智能（AI）运算效能，也让美国对台湾依赖程度更甚以往。“纽约时报”报导，这是全球AI主导权之争关键瓶颈，先进芯片封装几乎全部由台积电包办。
报导指出，电机工程师暨教育工作者耶尔（Subramanian Iyer）长期专注于半导体产业中一个冷门的细分领域，如今在全球AI主导权的竞争之中成为关键瓶颈。
这种技术正是“先进芯片封装”，可将数十个元件组合在掌心大小的模组中。过去业界主要借由缩小晶体管尺寸，让芯片能在相同面积下容纳更多晶体管，从而提升运算能力。随着此一传统方式效益降低，如今辉达（NVIDIA）等芯片大厂已将封装技术视为实现半导体处理更复杂AI任务的基本途径。
现年72岁的耶尔曾是国际商业机器公司（IBM）技术专家，现任加州大学洛杉矶分校（University of California, Los Angeles）教授，数十年来致力推动封装技术进步。对于美国在该领域的领先地位逐渐遭到同一家主导先进芯片制造的公司取代，耶尔和芯片产业高层无不忧心忡忡。
台湾积体电路制造股份有限公司负责为辉达等AI领导厂商生产尖端芯片，也包办几乎所有这些芯片的封装。其主要供应商和合作伙伴同样大多位在台湾，面临着中国的威胁，这是美国决策官员大举投入数十亿美元提升本土芯片制造的主因。
由于台积电产能难以满足巿场需求，封装瓶颈的问题成为硅谷（Silicon Valley）热门话题。耶尔过去曾规划在亚利桑那州设置封装研发中心，这项计划获前总统拜登政府提供11亿美元资助，去年却遭到总统川普政府实质上扼杀。
耶尔说：“总而言之，他们等于是把婴儿和洗澡水一起倒掉了。我们终归陷入甚至更依赖台积电的境地。”
这一瓶颈凸显在拜登和川普政府努力之下，美国对台湾的依赖并未减少。拜登政府于2022年通过“芯片法”（CHIPS and Science Act），提拨超过500亿美元振兴本土芯片生产。川普则反对补助芯片制造商，转而要求与美国公司达成涵盖股权的合作协议，并以关税威胁外国企业，以达到相同目的。
英特尔（Intel）前执行长季辛格（Patrick Gelsinger）说：“芯片制造之后，封装是最重要环节。而我们的封装供应链可能更岌岌可危。”他是芯片法立法的重要推手。
为打破僵局，多家美国大企业正致力加快步伐。长期在该技术领域领先的英特尔已有不少封装客户，上周并宣布延揽一名高层领导先进封装业务。全球最大半导体制造设备商应用材料公司（Applied Materials）与合作伙伴正在硅谷兴建一座耗资50亿美元的研发设施，封装正是其主要辅助业务之一。
美国芯片业者长期将封装视为次要环节，将其外包给亚洲低薪国家。根据全球电子协会（Global Electronics Association）数据，美国芯片封装的巿场占比约3%。
没有封装，芯片无法运作。这一过程亦称“组装”，通常是将裸硅芯片封在保护用塑料之中，并以连接器将信号传递给电路板上的其他芯片。
目前常见作法是将芯片置于一层中介基板上，这类基板多以塑胶、玻璃纤维和嵌入式铜线制成。
在加州大学洛杉矶分校取得博士学位的耶尔于1981年加入IBM。他推动另一项关键进展，即在IBM开发出全球最早的“中介层”（interposer）之一，利用硅材料制作夹层，可将多枚芯片并排放置，实现信号更迅速传递。
针对部分AI处理器需要的大型封装，台积电和英特尔会在基板内嵌入小块硅层，作为芯片之间的通讯桥梁。
英特尔封装与测试业务资深副总裁暨总经理贾德纳（Mark Gardner）说：“没有先进封装，这些都无法实现。没有它，AI产业发展将彻底改观。”
台积电提供名为CoWoS的先进封装技术。辉达新一代AI平台Rubin即运用这项技术，将两颗大型AI芯片和8层高速内存封装在同一模组内。台积电预测，到2029年，每一封装内的运算晶体管数量将比2024年增长48倍。
该公司虽获芯片法资助在亚利桑那州建厂，但是预计要等到2028年或2029年才会在当地引进CoWoS技术。现阶段生产的芯片仍须运回台湾进行封装。
然而，台积电目前已难以满足AI相关订单需求。国际商业策略公司（International Business Strategies Inc.）分析师琼斯（Handel Jones）估算，在全球先进封装巿场占比约95%的台积电，其CoWoS产能约落后需求3成。
台积电资深副总经理张晓强说：“我只看到需求不断创新高。这当然会造成很多限制。”
长远来看，耶尔及多位产业主管认为未来需要全新封装概念。澳洲新创公司Syenta提出一种电化学技术，能以较少生产步骤打造超大尺寸封装。该公司执行长维克托洛瓦（Jekaterina Viktorova）表示，其通讯带宽最多可提高达20倍。
其他业者则联合伙伴加紧布局封装领域。日本化学工业公司力森诺科（Resonac）日前宣布，已经与12家公司组成封装联盟，在硅谷附近建立了一条试验产线。