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SoIC vs Foveros:3D 封裝的密度戰與平台戰

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Intel 前執行長 Pat Gelsinger(圖中)。Foveros 堆疊技術與 IDM 2.0 改革,是他重建 Intel 競爭力、迎戰台積電 3D 封裝生態的核心戰略。

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北美兩家雲端大廠在財報會議上罕見同步點名封裝瓶頸,並指出 AI 伺服器的擴張速度,不再被 GPU 或 NPU 的供應限制,而是被CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate,晶片疊晶圓再疊基板)與 3D 堆疊密度卡住。更令人意外的是,這次跳出來發聲的,並不是邏輯晶片公司,而是 HBM(High Bandwidth Memory,高頻寬記憶體)三巨頭:SK hynix、Samsung、Micron。

他們公開表示HBM4 將把封裝推向前所未有的壓力,而邏輯與記憶體之間的 3D 堆疊必須重新定義。

這意味著 SoIC(System on Integrated Chips,系統級整合晶片)與 Foveros(Intel 3D Stacking Technology,英特爾三維堆疊技術)不再只是台積電與英特爾的技術之爭,而是整個 AI 供應鏈的核心戰場。

我們談過馮紐曼瓶頸如何讓晶片邏輯再快、記憶體再大,都逃不出資料傳不夠快的困境。

而在 2025 年的 AI 伺服器中,這個瓶頸已不只存在於邏輯晶片,而是HBM 本身也開始成為塞車源頭。HBM4 會從 1024-bit 介面倍增到 2048-bit,功耗、散熱、接點密度都暴增到邏輯等級。這使得邏輯堆邏輯與記憶體堆記憶體已經不足以解決問題, 邏輯與記憶體必須在 3D 中一體共設計。


技術挑戰與戰略(密度戰 → 平台戰 → HBM 共同設計)

1. | 密度戰:誰能把距離做得最短?

必須先掌握最基本的物理量:互連間距 Interconnect Pitch(晶片間導線的距離)。距離越短,訊號越快,功耗越低,頻寬越大。這已經成為所有 3D 堆疊的共同語言。

台積電 SoIC(System on Integrated Chips,系統級整合晶片)將晶片上下堆疊,採用極小互連間距的銅直接鍵合 Direct Copper Bonding(銅直接接合)。資料在上下晶粒之間傳遞時,就像從一座大樓的 3 樓走到 4 樓。

英特爾 Foveros(Foveros 3D Stacking Technology,堆疊式三維封裝技術)則採用階層式結構,上層是高速邏輯,下層是基底晶粒 Base Die(基底晶片)。兩者互連距離較長,但模組化更高,就像一台大樓外掛的高速透明電梯。

這兩種設計原本只是技術差異,但到了 HBM4 時代,它們突然變成記憶體廠的生死抉擇:HBM 底部的接點密度在 2048-bit 介面下暴增,如果邏輯與 HBM 之間互連不夠密, HBM 反而會成為最先壅塞的地方。

2. | 平台戰:邏輯與記憶體共同定義下一代封裝

HBM4 的加入,讓 SoIC 與 Foveros 的戰局發生翻轉。台積電的 SoIC + CoWoS 組合突然變得無可取代。因為它能讓邏輯與 HBM 的距離縮到極限,熱路徑與電路路徑也能重新設計。

英特爾的 Foveros 也獲得新機會。因為階層式架構讓 HBM 與邏輯可以在不同層處理不同負載, 特別適合需要高速邏輯、寬 I/O、複雜供電的市場。但真正的共通結論是:

HBM4 讓 3D 堆疊從邏輯晶片的選項變成全供應鏈的共工程。

3. | 3D 封裝必須從記憶體開始共同設計

SK hynix 的觀點

他們直接說:HBM4 的熱量與功耗會逼近邏輯晶片。 因此熱與電路設計不再是封裝廠的責任,而是記憶體廠與台積電必須一起定義的問題。 他們開始推動 thermal TSV(熱傳導用穿矽通道)的整合。

Samsung 的觀點

三星提出 Active Interposer(主動式中介層)做為下世代方案, 讓 HBM 不再只是被動配角,而是會直接參與供電網路 PDN(Power Delivery Network)與散熱設計。

Micron 的觀點

Micron 更關切量產: 他們擔心 CoWoS 產能不足會拖慢 HBM 出貨,因此開始與其他封測廠建立新封裝路線, 避免被 3DFabric 綁死。



總結與知識導引

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