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東吳證券:先進封裝賦能高速計算 算力需求提升

發布 2024-3-7 上午10:42
更新 2024-3-7 上午11:17
© Reuters. 東吳證券:先進封裝賦能高速計算 算力需求提升

智通財經APP獲悉,東吳證券發佈研究報告稱,先進封裝主要通過兩方面提升邏輯芯片的算力:一、提升處理器集成度,從而提升性能;二、提升處理器和存儲器間的連接帶寬、減小連接功耗,從而解決“內存牆”和“功耗牆”,提升芯片算力。隨着AI大語言模型市場的發展,模型訓練和推理應用所需算力不斷提升。

▍東吳證券主要觀點如下:

先進封裝本質目的是增加觸點連接,以代替製程提升。

量子隧穿效應導致先進製程的研發製造成本過高,而良率過低,先進封裝技術能夠彌補製程提升的困難。先進封裝技術的本質爲提升連接效率。其中,重佈線層技術(RDL)重新佈局裸片I/O觸點,支持更多、更密引腳,廣泛用於晶圓級封裝(WLP);硅通孔技術(TSV)通過將芯片的焊點打穿、在通孔裏填充金屬材料實現芯片與芯片、芯片與基板的垂直連接,是2.5D和3D封裝的關鍵解決方案;

凸塊技術使用凸點(bump)代替傳統引線,增加觸點、縮小傳輸距離和電阻;混合鍵合技術(Hybrid Bonding)通過將芯片或晶圓平面上的銅觸點拋光後進行退火處理,使得連接平面完全貼合,以無凸點(Bumpless)的方式縮減連接距離和散熱能力。先進封裝對製造設備精度、無塵環境、測試精度要求極高。技術升級方向爲增加連接效率(如使用玻璃基板代替有機基板)和降低成本(如使用“硅橋”代替硅中介層)。

先進封裝賦能高速計算,算力需求提升,先進封裝產能供不應求。

先進封裝主要通過兩方面提升邏輯芯片的算力:一、提升處理器集成度,從而提升性能;二、提升處理器和存儲器間的連接帶寬、減小連接功耗,從而解決“內存牆”和“功耗牆”,提升芯片算力。隨着AI大語言模型市場的發展,模型訓練和推理應用所需算力不斷提升;

國內新入局AI企業衆多,智算芯片需求旺盛。根據IDC,至2026年,國內智算規模可達2023年的3倍。與此同時,供給端高性能GPU產能明顯不足,先進封裝產能成爲主要瓶頸。2023年8月,英偉達表示計劃2024年將H100產能拉高至少3倍。2023年9月,臺積電表示CoWoS產能只能儘量滿足客戶80%的需求。先進封裝發展前景、國產替代空間廣闊。

先進封裝行業壁壘高,專業封測廠商不具優勢;海外龍頭加速擴產,國內企業追趕。

先進封裝行業壁壘高,且相比OSAT廠,Fab廠和IDM廠更具優勢,主要原因有二:第一,技術精度高,且高度依賴晶圓製造技術、與芯片設計環節的協同,例如重佈線層(RDL)、硅通孔(TSV)、混合鍵合(HB)需要在裸晶本體上進行線路設計、刻蝕、電鍍,晶圓廠在技術和硬件方面更有優勢;第二,晶圓廠主導了先進封裝領域的技術路線和訂單分配,封裝廠需要與上游廠商密切合作以獲取訂單。面對高增需求,海外龍頭加大擴產力度,但擴產難度大、週期長。臺積電、三星、英特爾、日月光紛紛增加先進封裝產線,但由於上游設備供應不足等原因,擴產週期普遍達2-3年。

與此同時,國內龍頭積極佈局先進封裝領域。長電科技聚焦XDFOI新技術、2.5D/3D技術的量產;通富微電聚焦消化高端CPU、GPU封裝產能,現已涉及AMDMI300的封裝;甬矽電子積極研發Fan-in/Fan-out、2.5/3D晶圓級封裝相關技術,並大力建廠擴產,未來營收增長空間廣闊。

風險提示:

AI算力需求增長不及預期;先進封裝技術進展緩慢;國產替代不及預期。

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