輝達點名 碳化矽中介層將成先進封裝新熱點

圖、文/財訊雙週刊

 由於輝達急於快速拉高GPU效能，晶片內連結記憶體和GPU的中介層，材料將由矽轉為碳化矽，這將是台灣碳化矽產業的新機會。

 過去幾個月，台灣半導體產業的碳化矽產業鏈快速升溫，原因竟和輝達有關。

今年5月，全球碳化矽龍頭Wolfspeed宣布破產，但是，同一個月，環球晶董事長徐秀蘭卻表示，環球晶將和客戶共同開發碳化矽新產品。加碼碳化矽市場的不止環球晶，格棋化合物半導體公司董事長張忠傑也透露，目前公司正積極開發新產品，而這項產品可用於半導體先進製程。

《財訊》採訪得知，當全球碳化矽供應鏈因中國大擴產陷入寒冬時，台灣碳化矽產業卻因為輝達對GPU性能無止境的需求，得到一個新機會。因為輝達新一代Rubin處理器的開發藍圖中，為了提昇效能，計畫把矽中介層的材料，由矽換成碳化矽。

如果把CoWoS封裝做出來的IC比喻成一棟大樓，把輝達的GPU比喻成大樓裡的工廠，矽中介層的作用，就像是大樓的樓板，除了承載輝達的GPU，還可以串連旁邊的高性能記憶體，讓資料可以在GPU和記憶體之間快速移動。目前，一塊矽中介層裡會配置一顆GPU和多顆記憶體。

這棟大樓的基地，則是原有的載板，一塊載板上的空間足以擺上好幾棟這樣的「大樓」，透過載板交換訊號，最後再封裝成一顆晶片。

張忠傑透露，目前半導體先進製程正在研究，要將原本用矽製造的矽中介層換成用碳化矽製造，因為未來高階晶片計畫的功耗高達1000伏特！相比之下，特斯拉快充時的電壓，也只有350伏特。

業界人士觀察，目前輝達是最積極要採用這項技術的公司，因為，輝達的NVLink技術特性是，GPU和記憶體距離愈近，傳輸速度愈快，GPU的功率愈高，效能也愈好，未來輝達甚至計畫要把GPU和記憶體疊在一起，用極大的電流驅動，由於碳化矽的導熱係數比銅還要好，能有效緩解大電流產生的高熱，因此被輝達看上。

不過，碳化矽如果拿來做中介層，要求和傳統的碳化矽不同，業界人士分析，晶圓廠是把碳化矽當作中介層材料，因此，傳統碳化矽產業在意的結構瑕疵，對製造中介層時影響並不大，但關鍵在切割技術，碳化矽硬度和鑽石相當，如果切割技術不佳，碳化矽的表面會呈波浪狀，無法用於先進封裝。

此外，用絕緣的單晶碳化矽製造矽中介層，導熱效果最好，且必須要和現有的矽晶圓一樣大，由於目前中國碳化矽製造商多半只能製造6吋和8吋的碳化矽晶圓，因此投資製造更大的單晶碳化矽晶圓產線，也就成為台灣廠商和中國競爭者差異化的重點。

《財訊》引述業界人士觀察，目前台積電邀集各國廠商共同研發碳化矽中介層的製造技術，但切割設備大廠如日本DISCO正在研發新一代雷射切割機台，因此，輝達的Rubin GPU第一代仍會採用矽中介層，等新設備到位，碳化矽中介層製造會更為順利，但由於輝達對效能進步的要求極高，當晶片內產生的熱超過極限，就必須採用碳化矽，「最晚後年，碳化矽就會進入先進封裝。」

由於這項技術目前只用在最尖端的AI晶片上，台灣供應鏈會優先選用中國之外的碳化矽晶圓，這項技術將是台灣碳化矽廠商的新機會。……（更多精彩內容，詳見《財訊》雙週刊）

延伸閱讀：

東京直擊》羅森攜手KDDI　智慧科技打造未來便利店　解決高齡少子化人力難題

金正恩、普丁出席中國9/3閱兵　「動亂軸心」領袖齊聚對俄烏戰爭傳達出什麼訊息？

美光台日DRAM操盤手盧東暉 領軍台灣首次自主研發、翻轉冰冷工廠