美國晶圓廠擴產仍卡關？AI晶片下一個瓶頸轉向先進封裝與ABF材料

(圖/ 中華超傳媒 AI圖片)

美國晶圓製造持續擴大之際，AI晶片供應鏈的新瓶頸正從晶圓產能延伸至先進封裝與ABF材料，台灣在全球AI晶片封裝供應鏈中的角色也因此受到關注。

晶圓廠蓋得再快　AI晶片仍可能卡在「後段」

AI晶片先進封裝瓶頸正在成為半導體產業的新焦點。隨著全球主要經濟體積極增加晶圓製造能力，產業供應鏈的注意力卻開始從前段製程移往後段，尤其是先進封裝與高階IC載板材料。近期產業報導指出，美國先進封裝能力仍相對有限，而AI晶片對高密度封裝與基板的需求持續增加，使「晶圓做好之後能不能順利封裝」成為另一個需要解決的問題。

這也揭露AI半導體擴產的一個結構性問題：增加晶圓廠不代表整條AI晶片供應鏈就能同步擴張。如果前段晶圓製造速度大幅提升，但後段封裝、載板與關鍵材料沒有同步增加，最終仍可能形成新的產能落差。換句話說，AI晶片產業正在從「晶圓夠不夠」進一步走向「封裝做不做得出來、材料供不供得上」。

美國強化晶片製造　封裝能力卻存在供應鏈缺口

過去幾年，美國積極推動半導體製造在地化，包括吸引晶圓代工與IDM業者在美國設置新廠。然而，先進晶片的製造流程並非只依賴晶圓廠，完成晶圓製程後，還必須經過切割、封裝、測試等後段程序。

其中，AI加速器使用的先進封裝技術與傳統消費型晶片不同。GPU、ASIC與HBM整合產品需要透過2.5D、3D封裝、高密度互連等方式，把多個運算晶粒、記憶體與中介層整合在同一個封裝中。這類製程對設備、材料、良率及製造經驗的要求都更高。

近期外媒分析指出，美國在全球封裝產能中的占比仍偏低，先進封裝供應也高度集中於亞洲；其中台灣的先進封裝產業在AI供應鏈中占有重要位置。因此，即使美國境內的先進晶圓製造能力持續增加，也不代表所有後續封裝流程都能在當地完成。

台積電CoWoS為何成為AI晶片擴產關鍵？

AI晶片封裝問題之所以受到高度關注，與台積電CoWoS需求快速增加密切相關。CoWoS屬於2.5D先進封裝技術，可將AI運算晶片與HBM等高頻寬記憶體整合在同一封裝平台，已成為AI加速器的重要封裝技術之一。台積電年度報告也指出，CoWoS自2023年起受到AI需求帶動而快速成長，並持續擴大不同尺寸與架構的產品能力。

台積電並非沒有擴產。相反地，CoWoS正持續增加產能，市場研究也曾預估全球CoWoS及類CoWoS封裝需求快速成長，其他封裝測試業者也陸續投入相關能力。

問題在於，AI晶片需求成長速度同樣非常快。因此，真正的瓶頸不只是「有沒有新廠」，而是新增產能能否在需求持續增加的情況下，及時完成設備安裝、製程驗證與良率爬升。

下一個關卡不是晶圓　而是AI晶片的「載板」

如果說CoWoS代表的是先進封裝製程，那麼ABF則是另一個更容易被忽略、卻與AI晶片高度相關的材料環節。ABF（Ajinomoto Build-up Film）是高階IC封裝基板的重要絕緣材料，透過增層製程形成高密度細線路，應用於高階CPU、GPU、ASIC與網通晶片等產品。

DIGITIMES今年5月的報導指出，AI需求正在使半導體供應鏈的注意力從晶圓製造與HBM，進一步轉向ABF載板。這背後的原因很直接。AI加速器的晶片面積越來越大，運算晶粒與HBM數量增加，封裝內部的訊號傳輸也更加複雜。當封裝需要更多層數、更細的線寬與更密集的互連時，載板本身的材料與製造難度自然同步提高。因此，ABF不再只是封裝供應鏈中的一般材料，而逐漸成為AI晶片產能擴張能否順利進行的重要因素之一。

為什麼AI晶片對ABF要求越來越高？

傳統處理器的封裝需求，與目前大型AI加速器存在明顯差異。AI晶片必須處理大量資料，運算晶粒與HBM之間需要維持高速、高密度的訊號交換，因此封裝基板必須同時承擔訊號傳輸、電力分配與機械支撐等功能。

這使載板需要面對幾個核心挑戰：第一，是更細的線寬與線距，讓更多訊號可以在有限面積內完成傳輸。第二，是更低的介電損耗，降低高速訊號在傳輸過程中的損失。第三，是更高的機械可靠度，因為大型AI封裝在製造與運作過程中會承受熱膨脹、翹曲及機械應力。第四，是更高的層數與更大的基板尺寸。

這些需求同時出現，使AI載板的製造難度明顯提高。產業資料也指出，AI晶片封裝日益複雜，使ABF材料的使用量與載板製造難度同步增加。

ABF供應高度集中　材料問題可能放大整條供應鏈風險

另一個值得關注的問題，是ABF材料的供應集中度。目前高階ABF市場由日本味之素集團旗下相關事業掌握相當高的市場比重。近期產業報導更指出，味之素ABF生產線在2026年面臨高稼動狀態，並優先因應AI與高規格產品需求。

這讓AI半導體供應鏈出現一個值得注意的現象：晶圓可以擴產、封裝設備可以增加，但如果關鍵材料的供應速度跟不上，新增產能仍可能無法完全轉化成最終產品。

而且材料問題與晶圓廠不同。蓋一座晶圓廠需要時間，但即使資本支出到位，也不能立即解決材料供應問題。ABF材料本身還涉及配方、品質、供應穩定性，以及下游載板廠的製程驗證。因此，AI晶片供應鏈正在形成「材料—載板—封裝—晶圓」彼此牽動的結構。

AI晶片越做越大　載板廠也面臨新的製造難題

AI加速器尺寸持續放大，也讓封裝基板製造變得更加困難。大型封裝面積增加後，製造過程中的翹曲、熱膨脹係數差異與良率控制問題都會變得更加明顯。線路層數增加，也意味著每一個製程環節都可能成為最終良率的影響因素。

因此，真正限制AI晶片供應的因素，可能不是某一個單獨零件，而是整個後段供應鏈的共同擴產速度。從ABF材料開始，到高階IC載板，再到CoWoS等先進封裝，任何一個環節出現供應不足，都可能影響最終AI晶片的交付。這也是為什麼近期市場開始把「先進封裝」與「ABF載板」放在同一個AI供應鏈議題中觀察。

台灣供應鏈的角色　可能因此更加重要

這項趨勢對台灣半導體產業尤其值得關注。台灣不僅擁有全球重要的晶圓代工產能，在先進封裝、IC載板、PCB與相關材料供應鏈也具有完整產業聚落。

台積電持續擴大CoWoS等先進封裝能力，同時台灣IC載板廠商也面對AI、高效能運算帶來的高階ABF載板需求。市場研究與產業報導均指出，AI正推升高階ABF載板的需求與產能配置。

因此，全球半導體產能重新布局的結果，並不一定代表所有製造環節都會平均分散到各國。相反地，部分高技術門檻的後段製程與材料，可能仍集中在少數具備完整供應鏈與製程能力的地區。

「去風險化」之後　半導體供應鏈反而更複雜

美國與其他國家積極建立本土晶圓製造能力，主要目的是降低對海外供應鏈的依賴。但AI晶片的製造流程高度複雜，使「在地製造」很難只靠建立一座晶圓廠完成。

從晶圓製造、HBM、先進封裝，到IC載板、ABF、測試與伺服器組裝，每個環節都需要不同的設備、材料與專業能力。這代表全球半導體供應鏈正在從過去的單純分工，逐步變成更加複雜的多層次網絡。對各國政府而言，真正的挑戰也不只是吸引晶圓廠投資，而是如何建立完整的半導體後段生態系。

AI晶片下一個瓶頸在哪裡？答案可能不是單一產能

從目前產業發展來看，AI晶片供應鏈已經歷經多個瓶頸階段。早期市場最擔心GPU供應不足，之後焦點轉向HBM，再進一步延伸到CoWoS等先進封裝；到了2026年，ABF等高階封裝材料的供應能力也逐漸受到關注。

這並不代表晶圓產能已經不重要。真正的變化是，AI晶片的供應能力開始由整條供應鏈中最緊張的環節決定。晶圓廠擴產速度再快，如果CoWoS等先進封裝不足，晶片仍無法完成；封裝產能增加，如果高階ABF材料或載板不足，最終產品同樣無法順利出貨。

因此，未來AI半導體產業競爭將不只是比誰擁有最多晶圓廠，而是比誰能夠建立最完整、最穩定且能夠快速擴張的「晶圓＋HBM＋封裝＋載板＋材料」供應鏈。

結語｜AI算力競賽進入後段供應鏈時代

全球AI需求持續推動半導體業者增加投資，但當晶圓製造能力逐步擴張後，供應鏈的限制因素也會向後移動。先進封裝與ABF載板材料目前已成為市場高度關注的兩個環節。台積電CoWoS持續擴充，全球封裝業者也增加相關投資；另一方面，ABF供應與高階載板製造能力的重要性同步提升。

對AI產業而言，下一階段真正的問題可能已經不是「能不能蓋更多晶圓廠」，而是整條AI晶片供應鏈能不能同步長大。只要晶圓、HBM、先進封裝、ABF與IC載板其中一個環節無法跟上，新增的前段產能就可能在後段被重新限制。

這也意味著，未來觀察AI半導體景氣，除了追蹤晶圓廠資本支出與先進製程，也必須同步關注CoWoS產能、ABF材料供應、高階IC載板擴產與封裝良率。這些過去較少成為市場焦點的環節，可能逐漸成為下一輪AI硬體供應鏈競爭的關鍵指標。

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(文/ 記者 郭紋雅)