CoWoS幕後推手!台積電一部門跑逾1萬次「3D IC模擬」,Ansys為何是省錢神隊友?
CoWoS幕後推手!台積電一部門跑逾1萬次「3D IC模擬」,Ansys為何是省錢神隊友?

隨著AI帶動3D IC與先進封裝技術進入高複雜度時代,晶片設計已不再只是微米級的工程挑戰,而是跨越電、光、熱、應力等多重物理場的全面考驗。

模擬軟體大廠 Ansys 於8月13日舉辦「Ansys Simulation World 2025 台灣用戶技術大會」,不僅展示從奈米級晶片到公里級系統的一體化模擬解決方案,台積電則首度公開雙方在3D IC合作的效能數據、優化策略與未來挑戰。

晶片設計越來越複雜,「模擬」成為降本提效關鍵武器

台積電資深專案經理顧詩章指出,AI應用需求推升了先進製程與先進封裝,這讓模擬系統的重要性快速提升。僅在去年,台積電單一部門就使用Ansys進行超過一萬次模擬。

他解釋,過去3D IC技術的發展路徑較為單純,設計的可預測性較高;如今先進封裝結構日益複雜,像是CoWoS技術即需要將邏輯晶片、記憶體封裝在同一個中介層上,導致細部設計與參數安排變得更加困難,必須依賴精確且高效的模擬系統。

「使用模擬系統可以刺激想像力。」顧詩章指出,模擬系統除了能在設計前、中、後提供協助,幫助團隊在成本可控的條件下選擇最佳材料與結構,也能啟發更多創新構想。Ansys 臺灣技術總監魏培森則補充,模擬系統能有效降低客戶的試錯成本,應對複雜挑戰並加快上市時程。

從微米到公里,解決跨尺度、多物理場的設計挑戰

具體而言,模擬系統能夠如何協助晶片設計?目前3D IC的設計流程,涉及跨尺度(Multi-Scale)與多物理場(Multiphysics)的多重挑戰:

  • 跨尺度:設計時需要顧及微米級的RDL(重布線層)到毫米級的封裝,尺寸跨度極大。
  • 多物理場:幾何面、材料面、狀態面都需同時考量,例如蹺曲、材料塑性、不同製程步驟的結構變化等,並且晶片內部的電、光、熱、應力等,都會互相影響。
Ansys跨尺度、多物理場
Ansys 可處理跨尺度(Multi-Scale)與多物理場(Multiphysics)的模擬。
圖/ 王聖華拍攝

Ansys技術長奈爾(Jayraj Nair)補充,各層級設計結果之間高度耦合,例如奈米級晶片的熱設計會影響毫米級封裝的散熱效率,進而影響整體穩定性與可靠度。因此,模擬工具必須能跨尺度、多物理場同時分析,才能避免問題在量產後才浮現。

奈爾表示,隨著Synopsys與Ansys在今年合併,團隊的模擬能力已涵蓋從奈米級IP設計到公里級城市系統,形成一體化的「Silicon to Systems」解決方案。

模擬,是新製程時代的競爭護城河

在新製程時代,模擬早已不只是驗證設計的輔助工具,而是決定研發節奏與產品競爭力的關鍵環節:更快的運算效能,意味著能在更短時間內完成更多設計方案的比對與驗證。本次技術大會中,台積電花費極大篇幅討論Ansys模擬軟體的效能問題,更加展現產業對於此議題的重視程度。

攤開台積電釋出的數據,透過系統微調與排程優化,在不更換硬體的情況下,Ansys的效能可累積提升60%。但硬體方面卻面臨成長受阻:當CPU核心數增加十倍,效能提升卻不到五倍。

此外,台積電也分享,根據內部測試,在不同的高效能運算(HPC)配置下,Ansys模擬軟體在成本與效能間存在明顯差異,尤其在GPU加速方面尚待加強。以3D IC設計為例:

配置一:單顆CPU搭配一張GPU,在成本增加2倍的情況下,計算速度僅提升1.98倍。
配置二:8顆CPU的純CPU架構,成本僅增加1倍,卻能取得5.6倍的運算效能。

顧詩章指出,公司一向追求99.99%的高標,並期許Ansys能將目前96.8%的客戶滿意度推向極限,他表示未來雙方的合作關係將會更加完整,必須共同解決模擬軟體的效能與成本問題。

綜觀台積電的經驗與數據,模擬效能的提升已不只是單純的工程優化,而是攸關先進製程、封裝研發進度與市場競爭力的核心戰場。如何讓每一分算力發揮最大價值,將成為晶片產業在新製程時代維持領先的關鍵課題。

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責任編輯:李先泰

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高端客鎖定北市大安區 一線品牌+千坪基地成為關鍵字
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台北房市買氣回流至蛋黃區!在台北市土地資源稀缺之下,僅有靠著都更改建才能整合出大面積的基地,也造就台北市大都更時代來臨,因此頂級地段今年以來湧現指標都更潮。舉凡北市中心今年來精華地段皆有大案重磅登場,受惠於海外回流族群、高資產配置需求,以及市中心舊屋換新屋浪潮,高端住宅仍受到買方青睞,成為目前台北市房市指標。

甲桂林
城市中的超級蛋黃區,指標大案是新富菁英關注焦點。
圖/ 甲桂林

大安區都更大案 獲得在地大安人青睞

以近年北市中心都更改建大案齊發的大安區來看,從富邦藝庭、耑岫、吾雙,再到近期由富邦建設整合推出的稀有千坪基地「富藝居」,皆位處超級蛋黃區。不動產業者表示,對於大安區的客層,不論老錢或新貴不約而同都對大安區都有地緣環境上的偏愛,因此區域房市買氣長年呈現溫和穩健態勢,對此類高端客而言,大安區的指標案正是頂級居所首選標的。依目前大安區預售屋單價多數站上「200 萬俱樂部」,對買家來說,只怕產品不夠好、不怕價高不出手。

房市業者表示,今年台股表現突破新高後,市場游資充足,但受限於貸款環境保守,現下房市回歸個案表現,首先,地段仍是不動產身價保證的必要條件,其次,產品規劃仍是高端客的重點考量,最後,品牌建商的推案也成為建案的身價品質保證。對許多菁英族群來說「富藝居」在生活機能上,不僅串連大安森林公園、信義計劃區、忠孝復興站,在交通上位處捷運大安站信義路軸線,是自然與時尚之間的最核心地段。

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自然與時尚,「富藝居」帶動高端住宅生活新體驗。
圖/ 甲桂林

新世代高資產客的購屋思維:大基地、大品牌、多元化

有鑑於大安區大面積素地稀有罕見,長年能大規模推案極少,因此區域呈現量少價穩、具備保值條件,在景氣波動時更顯抗跌優勢,加上「富藝居」產品定位為 27 至 45 坪二至三房的中小坪數規劃,不僅符合現下市場剛性需求,更能滿足高端菁英的多元資產配置需求。

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「富藝居」產品多元化,讓高端客群資產佈局更靈活。
圖/ 甲桂林

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