SoIC 是什麼？SoIC 和 CoWoS 差異？SoIC 會成為未來趨勢嗎？SoIC 概念股有哪些？

摩爾定律引領半導體產業持續發展，不過當先進製程進入『一奈米』以下時，面臨技術上及成本上的瓶頸，未來晶片很難依靠『先進製造』持續提升效能，未來將會是『先進封裝』成為關鍵的突破口，達到 More than Moore （MTM，超越摩爾定律）。

目前 AI 產業成為全球最重要的議題，無論是 NVIDIA 或 AMD 的 AI 晶片，皆需要低延遲、高傳輸速動，目前能滿足這樣的需求，需要靠台積電的 CoWoS 先進封裝技術，CoWoS 先進封裝使用 2.5D / 3D 的晶片堆疊技術，將各種晶片整合封裝至基板上，讓晶片之間的線路間距縮小，擁有面積小、節省功耗、節省成本、提高晶片效能等優勢。除了 CoWoS 之外，台積電還有另一個 3D 先進封裝技術，名為『SoIC』（System-on-Integrated-Chips），目前 SoIC 技術還剛起步，未來的需求及應用不容小覷。

編按：2024/07/04 更新，台積電先進封裝再傳喜訊！根據摩根史丹利分析師指出，蘋果下世代的 AI 伺服器晶片和 M 系列晶片將採用台積電 SoIC 封裝技術，並搭配 2 奈米製程生產。

SoIC 封裝是什麼？

台積電的 SoIC（System-on-Integrated-Chips）是業界第一個高密度 3D 小晶片堆疊技術，應用於十奈米及以下的先進製程進行晶圓級的鍵合技術，透過 Chip on Wafer （CoW）封裝技術，將不同尺寸、功能、節點的晶粒進行異質整合，它就是一種晶圓對晶圓（Wafer-on-wafer）的接合，被視為進一步強化台積電先進奈米製程競爭力的關鍵。投資圈認為，從台積電提出的 2.5 版 CoWoS 技術，以及獨吃蘋果的武器 InFO 技術，下一個持續站穩晶圓代工龍頭的關鍵，就是 SoIC 技術。

那 SoIC 與 CoWoS  技術差異在哪？簡單來說，

1.   CoWoS 可以分成『CoW（Chip-on-Wafer）』、『WoS（Wafer-on-Substrate）』，從最上面的平台來看，把將 CPU、 GPU 、 HBM 、電源IC 等晶片，利用矽中介版（Interposer）與矽穿孔（TSV）水平整合成晶片（CoW），再把他封裝基版上面（WoS），達到減少晶片的空間，同時還減少功耗和成本，此技術困難在於『異直整合』。

（資料來源：TrendForce、台積電）

2.   SoIC 是業界第一個高密度 3D 小晶片堆疊技術，這種多晶片堆疊技術沒有突起的金屬凸塊接合結構，取而代之的是更短的訊號傳輸路徑，可將不同尺寸、功能、節點的晶粒進行異質整合。SoIC 本身為一個單晶片，關鍵技術在於透過矽穿孔（TSV）在晶片上以化學蝕刻或雷射的方式鑽孔，將多個晶片連結上下不同的晶片，把所有晶片垂直堆疊在一起，目前技術可以堆疊 12 顆晶片，未來技術若持續進步，可在同一個空間裡面堆疊更多的晶片，不過因為要在『晶片內直接製作矽穿孔(TSV)』，此項技術困難度極高，目前適合此項技術的晶片僅為高頻寬記憶體(HBM：High Bandwidth Memory)，因爲存取記憶體的結構相對簡單，矽穿孔(TSV)技術也比較成熟，所以是最先成功製作出 3D 立體封裝的積體電路。

（資料來源：台積電） 

綜合上述， CoWoS 封裝與 SoIC 封裝主要的差異在於，SoIC 封裝去除了矽中介版（Interposer），將不同功能的晶片以TSV（矽穿孔）的方式直接連接，降低封裝高度、縮短晶片間的傳輸路徑、提高晶片運算速度。

SoIC 與 CoWoS 為合作關係，並非替代關係

台積電將先進封裝技術分為『前端封裝』跟『後端封裝』，

• 前端封裝 ：使用 SoIC 技術，在晶圓上將同質或異質小晶片垂直整合到一個類似 SoC （System on a Chip）的晶片中，在外觀上，新的晶片就跟普通的 SoC 類似，但包含了多種晶片的功能。這種前端封裝技術，由於是將不同功能的晶片整合成一個晶片，故在設計階段時，需要與客戶共同設計。
• 後端封裝：完成前端封裝完成 SoIC 晶片，再搭配原有的立體封裝技術，像是前面提到的 CoWoS 封裝技術的oS (on Substrate)，將SoIC 晶片封裝在基板上（Substrate）。

透過下圖，可以更清楚了解，在現有的 CoWoS 先進封裝上，SoIC 晶片替代原 SoC 晶片，讓在一樣空間大小內，提升晶片的傳輸速度更快、功耗更低、降低成本 。

（資料來源：台積電）

SoIC 封裝目前的應用

SoIC 技術適用於運算速度快速的高效能產品，但此項技術難度也較高，因為晶片與晶片或是晶圓與晶圓需要完全接合，所以兩個晶片或晶圓的表面都需要平整，需要提升堆疊晶片的可靠度與良率。截至 2024 年 4 月， AMD 是台積電 SoIC 先進封裝首發客戶，最新的 MI300 晶片就是 SoIC 搭配 CoWoS ，目前在竹南的第五座封測廠 AP6 生產。此外，依據外媒報導， APPLE 、 Broadcom 、NVIDIA 也對 SoIC 先進封裝感興趣，目前蘋果將採 取 SoIC 搭配 Hybrid molding （熱塑碳纖板複合成型技術），目前正小量試產，預計2025 ~2026年量產，預計應用於 MAC，博通、輝達也正在嘗試新的SoIC封裝方案。

SoIC 會成為未來趨勢嗎？

目前來說，台積電先進封裝最大的大客戶 NVIDIA ，雖然目前仍是青睞 CoWoS 封裝技術，但是 AMD 、 APPLE 、 Broadcom 、 NVIDIA 等美國大廠為了不斷提升自身晶片需求，也陸續與台積電合作 SoIC 先進封裝的方案。現在 SoIC 技術才剛起步，且技術還沒落地投產商用化，不過，看到 CoWoS 在 2023 年之前也是無人問津，早在 2012 年時 CoWoS 技術就已經被研發出來，但由於那時技術不夠成熟且客戶覺得價格過於昂貴，所以暫時不被投資界重視，現今在 AI 快速發展之下，晶片高速運算的需求日益提升及先進製程遇到瓶頸之下，垂直堆疊的先進封裝必然會是下一個關鍵技術，台積電目前除了持續擴增 CoWoS 封裝產能，也持續推動下一代 SoIC 封裝，目前  SoIC 晶片將進行小規模試產，預計最早 2025-2026 年正式量產，根據外媒 WCCFtech 的說法，由於這項技術降低積體電路板的價格，對於用戶端推估可節省大量成本。

SoIC 概念股

綜合上述，台積電的 SoIC 仍在試產，且與美國 HPC 大廠的合作也仍在初期階段，目前還沒正式落地投產且商用化，因此還沒有明確的概念股出現，但仍可以從現有的 CoWoS 概念股尋找。

上述提及的個股，在近期法說會及公開資訊中，有提到除了 CoWoS 先進封裝設備之外，也提及未來將繼續朝向 3D 封裝，皆可留意後續產業技術的發展，及相關供應鏈的變化。

結論

目前先進封裝技術仍是 CoWoS 為主，不過目前股價來說，相關概念股在2023年5月已經先針對題材面飆漲一段，然而相關設備廠營收旺季在 2024 年上半年，故股價也在上半年開始反映營收成長。展望2024年下半年到2025年上半年， SoIC 的題材是否會開始發酵，值得期待。

股價總是在資訊曖昧不明的時候開始飆漲，再來股價會提前反應營收成長，最後真正確定營收成長時，漲勢走向落幕，如何在抓住起漲點並先行佈局，就需要抓住未來產業是否有爆發的潛在成長， SoIC 技術值得投資朋友長線追蹤。

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