AI晶片更新速度愈來愈快,半導體供應鏈也開始面臨一個現實問題:晶片可以一年推出一代,但設備、材料與封裝產線不可能跟著每年全部重做。
「每一代如果機台改得太多、材料改得太多,對大家都不是很好。」台積電先進封裝技術暨服務副總經理何軍1日在SEMICON Taiwan 2026「3DIC全球高峰論壇」直言,設備商未必有能力在短時間內完成交機,晶圓廠本身也得承受持續裝機與改線的壓力。
因此,台積電目前正強化設備模組化,並提高不同產品世代之間的共通性。這項調整與AI產品開發週期縮短有關,當產品世代加快,設備、材料、封裝與系統端若仍等上一階段定案後才接手,留給後續開發與驗證的時間也跟著被壓縮。
每代設備都大改,台積電也吃不消
何軍指出,如果每一代機台與材料都跟著產品大幅改變,除了經濟壓力提高,設備交付與裝機也難以跟上。因此,台積電近期持續提高設備模組化程度,也開始關注設備內部有多少結構可以跨世代沿用。
他進一步以「fungibility」形容接下來需要提高的能力,也就是不同產品世代之間的共通性。目前台積電已從設備與材料端著手提高共通性,下一步也希望延伸至系統端。
何軍也提醒供應商,不要把每年改一代單純視為增加設備或材料需求的機會。若每一代都大幅修改,設備商交不出來,晶圓廠也承受不了持續改線與裝機的負擔,因此部分製程模組與設備結構必須能延續到下一代。
不只設備要共用,驗證也得提前
提高共通性之外,台積電也希望把原本較後段的驗證工作往前移。何軍提到,隨著系統愈來愈複雜,要把所有問題集中在同一套平台解決並不實際,但如果能先找出可以標準化的部分,就能降低供應鏈重複開發的負擔。
他舉例,即使共通平台只能處理約六、七成問題,也可以讓供應商先完成大部分驗證,同時保留客戶的專有設計。台積電也希望提供更接近實際製程的環境,讓設備與材料供應商更早測試。
「還是真正在實際現場去驗證。」何軍指出,即使供應商具備製程知識,如果缺乏實際環境測試,仍可能跟不上快速變動的製程。
AI機櫃破100kW,壓力開始往供應鏈前端傳
供應鏈為何需要改變原本的開發方式?緯穎主要為大型資料中心提供伺服器、儲存設備、網路系統與機櫃等雲端基礎設施,正好位在最接近AI系統需求的一端。 總經理暨執行長林威遠指出,系統功耗正在快速提高,「以前30kW一個整個機櫃,到現在超過100kW一個機櫃。」
隨著高密度晶片推高整櫃用電,如何降低電力損耗、提升供電效率,也成為系統設計必須處理的問題。林威遠表示,現在產品更新速度愈來愈快,系統端也希望更早參與測試與驗證,讓不同環節在開發初期就能一起找問題。
量產前才改散熱,健策「三個結構重頭來」
健策主力為高效散熱解決方案與精密金屬零組件,應用涵蓋晶片封裝、GPU與雲端伺服器等領域。健策精密總經理林錦隆分享,今年就碰過一個實際案例。產品已經接近轉入量產,客戶卻在最後階段發現系統散熱表現仍不理想,一項新的要求下來,封裝端三個結構必須重新調整。
「重頭來,真的是重頭來。」林錦隆形容,現在設計變更速度愈來愈快,一套伺服器又包含成千上萬個零件,如果各家供應商仍等規格一路往下傳,到了後段才彼此驗證,很容易因為其中一項需求改變,讓前面的設計重新再做。
林錦隆指出,「以前我們業界都習慣單打獨鬥」,供應商各自掌握技術優勢,就可能取得競爭力,但現在這套模式愈來愈難跟上產品速度。因此,系統、封裝與零組件供應商必須更早共同開發,在量產前就把彼此牽動的問題找出來。
這也是健策約五年前開始把散熱布局從封裝端往系統端延伸的原因。林錦隆表示,如果只處理封裝端問題,就無法掌握系統實際碰到的散熱與機構挑戰,因此公司陸續延伸到系統端,希望把兩端需求一起納入開發。
零組件得提前介入,設備商也不能再只「照規格做」
同一個問題到了設備端,表現得更加直接。志聖是半導體與載板先進製程設備供應商,技術涵蓋壓合、貼膜、撕膜、烘烤與電鍍前處理等製程,當封裝製程改變時,設備本身也得跟著調整。
營運長曾文進舉例,如果一項產品只花3個月完成一次迭代,設備重新製作卻需要9個月,「那麼這個瓶頸永遠會存在」。產品週期愈短,過去等客戶開出規格,再按照規格把設備做出來的模式,也愈難跟上。
曾文進表示,過去設備商相對缺乏製程能力,「我們只知道把設備做好」,如今則必須理解客戶為什麼修改製程,才能把需求更快轉換成設備規格。如果等設備做好才開始共同找問題,一旦方向需要調整,留給修改與重新驗證的時間已經不足。
設備商因此也必須更早進入開發與驗證階段。曾文進進一步提到,供應商還要掌握自己的「process window」,也就是設備能在什麼參數範圍內維持穩定表現,當客戶修改製程條件時,才能快速判斷只要調整參數,或是機台本身必須重新修改。
產品進入量產後,速度要求仍沒有結束。設備出現問題時,供應商必須找到原因、完成改善與驗證,再把修正方式快速複製到其他機台。曾文進將現在設備商面臨的競爭濃縮成三件事:「學得夠不夠快、收斂得夠不夠快,以及複製得夠不夠快。」
從「各自開發」走向更早協作
從緯穎、健策到志聖,三家公司面對的雖然是不同環節,卻都碰到同一個變化:產品週期縮短後,供應鏈不能再等規格完全定案,才一層一層往下開發。
因此,台積電提出的設備模組化與跨世代共通性,重點不只是讓機台少改一點,也是在替供應鏈爭取更多反應時間。若能把可共用的設備、材料與驗證流程先建立起來,下一代產品就不必每次都從頭開始。
對供應商來說,開發方式必須改變:更早參與、更早測試,也更早確認哪些部分可以延續、哪些部分真的需要重新設計。AI晶片一代接著一代推出,供應鏈未必能讓每個環節都變得更快,但至少要避免每一代都重新來過。
責任編輯:李先泰
