台积电调研:CPO 量产节奏和技术瓶颈
预计 28 年费曼架构是放量拐点,NPO 光电转换效率提升有限,SRAM 研发进展,CoPoS 时间线规划
一、CPO 进展与良率现状
1.1 CPO 整体进展
台积电 CPO 进展如何?基本上现在良率还没有很高,而且在 Rubin 这一代,CPO 采用的量并不大,大部分还是以试验性质为主。真正会有较大规模应用应该是在 Rubin Ultra 阶段,到费曼时产量才会真正释放。
1.2 良率水平与主要难点
现在的良率大致处于什么水平?主要面临哪些问题?需要克服的瓶颈在哪里?目前良率没有低到 20%,有时 sampling 能提升到 50%、60%。但因为现在还处于 R&D 阶段,尚未导入量产,量产时的良率和 R&D 阶段的良率会有差异,放量后的良率还需要进一步确认。主要难点:异质整合:尤其是光引擎整合到 2.5D 平台上,光引擎的组装良率需要严格检测,同时 layout 设计等也还在研发阶段CPO 特殊性:不同于传统只做芯片的方式,涉及许多非芯片类的内容异质整合是最大难点,此外还有基座等多方面原因。
二、技术路线与产能
2.1 COUPE 平台进展
现在在 COUPE 平台这块,EIC 和 PIC 的堆叠进展如何?EIC、PIC 目前还没有进入 3D 堆叠阶段,现在还是 2.5D,采用 Socket 和 Micro bump 的方案。真正用到 EIC、PIC 的 3D 堆叠,预计要到 Feynman 阶段才会实现,目前进展没有那么快。
2.2 PIC 产能状况
台积电在 PIC 这块的产能达到什么程度?扩产规划和节奏如何?目前在这部分还没有明确的扩产规划。NVIDIA 在不断催促台积电加快进度,但由于良率还不理想,尚未大规模放量,产量还很少,仅有几千片,主要还在 pilot 阶段,没有真正进入量产。Rubin 阶段本来也不会用到很大量,仍处于研发阶段。
2.3 Rubin CPO 采用率
Rubin 这一代 CPO 的采用率大致会有多少?目前有说法是 50%,也有听到 80%、30% 等不同数字,但这些都只是预测,最终还是要看实际良率。良率越高,采用率就越大,因为成本会更低。
三、NPO 方案评估
3.1 NPO 不会被采用的原因
最近有一种观点对 Rubin Ultra 较为悲观,认为可能会被取消,原因是背板良率低,CPO 良率难以提升。如果采用 NPO 过渡方案,成本也不如铜缆。怎么看这个观点?这个观点有一定道理,目前关键还是良率。NPO 方案基本不会采用,NVIDIA 也没有考虑 NPO,主要还是聚焦 CPO。良率能否提升现在还难以断言,台积电会努力解决。对于台积电来说,CPO 是一个全新的业务,投资意愿较高,因为它有望取代铜线,是从零开始的新事业群。只要台积电投入资源提升良率,未来是否能在 Rubin Ultra 大规模应用还很难说,关键看技术突破。NPO 方案应该不会采用。
3.2 NPO 与 CPO 对比
为什么 NPO 不会采用?NPO 和 CPO 相比的劣势在哪里?核心观点:NPO 只是一个过渡型产品,虽然近期讨论较多,但在光电转换效率上并不理想。CPO:采用共用同一块板子的标准 2.5D 结构NPO:从插拔式转变而来,实际效率提升有限,结构复杂、成本高铜缆优化:可能比 NPO 效果更好NVIDIA 推动 CPO 的根本原因在于此前 GB200、300 阶段铜线用量过多,导致缺货和散热问题,同时信号干扰大、传输速度有限。NVIDIA 寻求的是高速传输方案,而非过渡产品。CPO 才是正解,NVIDIA 相信台积电有能力提升良率,因此更倾向于专注 CPO,而不是采用 NPO 等过渡方案。
四、CPO 扩产与设备机会
4.1 台积电扩产意愿
台积电对于 CPO 的扩产规划和节奏如何?CPO 对设备厂商带来了哪些增量机会?CPO 项目台积电会更积极推进,因为这是一个全新的业务。与 CoWoS 技术演进不同,CPO 是台积电首次进入的新领域,完全取代原本不属于台积电的业务,因此兴趣更大。CPO 的需求量不会少,例如 NVLink 72 等应用场景,每个 Module 都需要多个 CPO 模组。对台积电来说,这是一个新业务,毛利率也不错,市场上能做 CPO 的厂商很少,具备技术护城河,因此台积电有较高的投入意愿。设备厂商增量机会:Lens attach:长晶相关环节Fiber:光纤相关环节Bonder 等设备:仍会沿用原有方案
4.2 产能实际进展
之前有说今年 (2026 年) 年底 PIC 产能能到每月 2 万片,现在实际情况如何?目前这些数据多为猜测,没有确切依据。现在还在 R&D 阶段,尚未完全明确实际需求量,因为能否通过 Qualify 还不确定,良率也未可知,因此无法准确估算 Wafer 片数。Rubin 架构的具体片数也不清楚,自然无法确定扩产规模。目前从台积电方面还没有听说要大规模扩机器,Rubin 这一代不会有很积极的产能释放,很多信息只是外界猜测。现在还没有看到来自 NVIDIA 的大量 CPO 量产需求,台积电的产能利用率也未提升,因此现在估算扩产意义不大。
五、Spectrum CPO 交换机
5.1 交换机 CPO 难度
英伟达的 Spectrum CPO 交换机也会用到 CPO,这部分的难度和产能情况如何?Spectrum 交换机也会用到 CPO,但这部分难度相对较低,主要难点还是在 GPU。交换机的架构较为简单,难度不大,主要是 ASIC 和 PIC 的耦合,再与 Switch 芯片集成。交换机上的 CPO 良率目前也还在提升中,尚未达到理想状态。
六、OSAT 封装机会
6.1 日月光等封装厂机会
对于 OSAT 如日月光等封装厂,CPO 封装领域有哪些机会?他们能做哪些工作?目前 NVIDIA 已经在与矽品 (SPIL) 等封装厂接洽,后续偏封装的部分会交由矽品负责,矽品也在做相关准备,未来可能负责 CPO 的后段封装。分工明确:Wafer 相关工艺:仍主要由台积电负责后段封装:交由矽品等 OSAT 负责NVIDIA 已在评估让矽品参与 CPO 相关封装工作。
七、LPU 与 SRAM 技术
7.1 LPU 发展
英伟达在大会上提出了 LPU 芯片方案,由三星 Foundry 代工。请问三星 Foundry 的情况如何?未来 Foundry 订单和设备需求会否增加?LPU 会被采用,台积电目前也有团队在做 LPU,主要是为 NVIDIA 的 Feynman GPU。SRAM 堆叠规划:Feynman GPU 上会有 SRAMSRAM 会直接堆叠在 GPU 上每个 Die 大约堆两层,每层约 1GB目前台积电有 SRAM 团队负责这部分,正在评估用 5 纳米还是 7 纳米工艺。7 纳米工艺容量较小,需要更多堆叠层数,良率会受影响。现在还在评估是否采用 5 纳米、3 纳米或 4 纳米工艺。没有了解三星太多的进展。
八、CoPoS 时间线
8.1 CoPoS 量产时间
关于 CoPoS,台积电目前在 CoPoS 的投入和整体时间线是怎样的?预计什么时候会量产?准备产能的时间点大概是什么时候?时间线:准备产能:预计 2028 年才会准备产能量产时间:应该是 2029 年目前还没有确定哪个季度会开始放量,现在的规划是在 2029 年。
九、HBM4E 与 Hybrid Bonding
9.1 HBM4E 技术选择
HBM4E 会用到 Hybrid Bonding 吗?三星和其他厂商在这方面的策略有何不同?4E 不会采用 Hybrid Bonding。各厂商策略差异:三星:倾向于采用更激进的路线,会用 Hybrid Bonding,但是 Wafer to Wafer 方式,成本较高海力士和美光:目前没有这么快采用,正在观望三星策略分析:三星因为还没有拿到订单,所以比较激进,力求突破。现在做得最好的是三星,但成本也是最高的。三星还在考虑 Hybrid Bonding 在 HBM 中的占比,因为竞争对手都没有采用。如果效果好,确实有优势,但成本压力会导致毛利率很低。
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