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2024科技大預言 3/CoWoS 、AI PC到底在熱什麼 2024年4個必懂關鍵字

隨著演算法、硬體進步,AI技術在PC端的應用會更廣泛,預期2024年將成為AI PC出貨元年。路透
隨著演算法、硬體進步,AI技術在PC端的應用會更廣泛,預期2024年將成為AI PC出貨元年。路透

本文共2806字

經濟日報 記者孫嘉君/台北報導

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2023年牽動科技股漲勢的主旋律當屬「AI」,展望即將到來的2024年,AI不僅熱度未減,並廣泛影響記憶體、封裝、終端產品等各面向。經濟日報精選4個不可不知的半導體關鍵字,爬梳近期發展動態及後續觀察焦點。

2024科技大預言1/半導體產業放晴 庫存困擾消除 地緣政治還將不定期餘震

2024科技大預言2/ChatGPT只是初級生 2024年AI大型語言模組進入戰國時代

關鍵字1、CoWoS 先進封裝,台積電獨占鰲頭

隨著今年AI高效能運算應用遍地開花,台積電的「CoWoS」(Chip on Wafer on Substrate)技術與產能成為外界關注焦點。面對激增的AI晶片需求,台積電7月宣布斥資900億元於銅鑼園區設先進封裝廠,便是為了擴充CoWoS產線。

而在第3季法說會上,總裁魏哲家表示,維持2024年底達到CoWoS產能倍增目標,並預估到2025年都會持續擴產。

到底CoWoS是什麼呢?這是一種2.5D/3D先進封裝方式,將不同晶片併排或垂直堆疊,以便節省空間、成本及能耗,目前包括輝達、超微、蘋果等高階產品都已採用。

國內除了台積電,同樣擁有先進封裝業務的日月光、京元電,以及周邊的IP業者如創意、設備商包括弘塑、辛耘、萬潤等,亦可望受惠於這波CoWoS商機。

關鍵字2、HBM高頻寬記憶體

2023年11月,輝達推出新一代「地表最強AI晶片」HGX H200,推論效能達到前代約兩倍,其中最大亮點在於採用先進記憶體「HBM3e」。

什麼是HBM?這是一種可以在處理器間高速傳輸的高頻寬記憶體(High Bandwidth Memory,HBM),在近年記憶體嚴峻市況中可謂一枝獨秀,也成為記憶體三大原廠三星、SK海力士、美光的發展重心。

TrendForce資深研究副總吳雅婷指出,HBM已經發展約十年,自生成式AI帶起的高效能運算需求受到各界廣泛關注,由於採取3D堆疊工藝技術難度高,易損失生產良率,造價也較高昂,比起既往GDDR6貴上3至4倍,相較DDR5及DDR4更貴了5至8倍。

綜觀三家大廠在HBM進展,TrendForce分析,2024年市場將以HBM3及HBM3e為主流,而在三大原廠中,SK海力士因長期耕耘HBM具領先地位,三星日前則宣布投資1兆韓元(約7.66億美元)擴充產能以滿足英偉達、超微需求;市占低於前兩者的美光,選擇略過HBM3,直接跳代開發HBM3e技術,已送樣至輝達驗證中,若順利預期2024年Q1將在台量產。

TrendForce預估,今年HBM出貨量佔DRAM的1.6%,明年將增長為3.2%;產值方面HBM則佔整體DRAM產值約9%,明年將會雙倍成長至約18%。現階段因應AI需求暴增,HBM呈現供給短缺,預期隨著原廠開出新產能,供不應求情形最快會在明年下半年逐步緩解。

深度內容中心/製作
深度內容中心/製作

關鍵字3、矽光子/CPO為半導體業突破點

今年9月舉行的台灣國際半導體展技術論壇中,台積電、日月光高層皆分享最新矽光子(Silicon Photonics)技術進展,日月光執行長吳田玉更直指,矽光子將是半導體產業5到10年後的突破點,使矽光子一時躍為投資題材熱詞。

矽光子的火熱同樣源於AI帶起的高速傳輸需求,工研院產科國際所產業分析師張筠苡解釋,矽光子技術以光子取代電子在矽晶片上傳遞訊號,以光波導元件作為光子傳輸線路取代銅線,並由共同封裝光學元件模組(Co Packaged Optics,CPO)將光學晶片和電子晶片整合在同一封裝中,可藉縮短元件間距來減少光子傳輸的訊號損耗。

針對供應鏈各環節廠商的矽光子技術佈局,張筠苡分析,晶圓代工廠如台積電,經由將2.5D和3D先進封裝應用於光學I/O(輸入及輸出)小晶片設計及CPO產品,攜手博通與輝達開發基於矽光子技術的新產品,預計最快2025年量產。

大型封測廠如日月光,則透過在基板上整合ASIC、矽光子的2.5D封裝技術,應用於CPO等產品,可降低30%至35%功耗,旗下矽品並進入博通的矽光子高速網通晶片模組供應鏈,提供共同光學封裝服務,後續成長可期。

在中小型封測廠方面, 例如IC封測廠矽格及旗下台星科深耕CPO技術多年,以台星科負責封裝、矽格協助測試的分工模式合作,預期隨著1.6T、3.2T高傳輸速率的交換器成為主流,CPO相關業務將挹注未來營收。

不過,矽光子的技術整合與應用並非易事。張筠苡指出,CPO涉及多種光電訊號轉換,技術門檻高,目前已量產技術僅止於載板光學封裝(On Board Optics)系統架構 ,未來力求階段性技術突破後,再逐步發展至CPO與光學I/O架構。

深度內容中心/製作
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關鍵字4、AI PC 筆電產業回春關鍵

今年這波由生成式AI引發的算力大戰,自雲端資料中心伺服器起頭,進一步延伸至各種終端裝置,包括筆電、手機、智慧車等,更加滲透人們日常,也開創龐大商機。

在AI伺服器方面,TrendForce資深分析師龔明德指出,今年全球整體伺服器需求趨緩,出貨量約年減6%,然而AI伺服器逆勢而行,年增率估達38%,預計2024年將持續成長至年增率39%,且AI伺服器於整體伺服器佔比,預估由2023年的9%成長至12%。

而當AI從雲端逐漸拓展至終端裝置,資策會產業情報研究所產業顧問兼組長潘建光表示,不論是企業營運或民間消費,各類型AI應用都將更普及落地,中長期將達到數千萬台甚至上億台的龐大裝置規模。

值得注意的是,一些業者更喊出明年將是「AI PC」及「AI手機」元年,在近期產品發布會相繼展示技術火力。像是英特爾自10月中啟動「AI PC加速計畫」(AI PC Acceleration Program)加快與生態系夥伴合作發展AI應用,執行長基辛格(Pat Gelsinger)11月來台參加論壇時,並喊話AI PC將是筆電產業回春關鍵,且到了2030年科技產品中「AI將無所不在」。

就IC設計大廠來看,高通10月發表專為PC進行AI運算打造的「驍龍X Elite」,部分效能超越英特爾、超微、蘋果,預計2024年中推出相關AI PC產品;在手機方面,旗艦手機晶片「驍龍8 Gen3」運算表現亦大幅躍進,比起上一代單機執行生成式AI模型需15秒,進步到只需1秒。

聯發科也摩拳擦掌,11月初發表的最新5G旗艦晶片「天璣9300」被譽為「當今全球最強大的手機晶片」,可在手機上運行最高330億個參數的大語言模型,效能表現領先同業,近期首發搭載天璣9300的vivo新機銷售更開出紅盤。

儘管業界對AI PC及手機尚未有明確規格定義,但可預見各種AI終端裝置,將是接下來幾年科技業者搶攻重點,至於何時可孕育出有感的「殺手級應用」帶動大批換機潮,值得持續關注。

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