AI算力競賽走向系統整合 封裝與PCB成為效能關鍵
- 鄭宇渟／台北
-
AI快速帶動運算需求，過去半導體效能主要仰賴製程節點推進與電晶體微縮，如今一套AI系統還要同時處理龐大的資料傳輸、記憶體頻寬、供電與散熱。中華民國微電子構裝學會（IMAPS-Taiwan）理事長鄭心圃博士指出，GPU周圍還有HBM、I/O晶片、網路晶片及未來可能加入的光子元件，「彼此如何連接，會直接影響整體效能與耗電。」
先進封裝因此扮演更重要的整合作用，除了縮短晶片之間的連接距離，也能把去耦電容、電感與整合式電壓調節器放進封裝或載板，改善電源傳輸，共同封裝光學（CPO）則有助降低高速資料長距離傳輸的功耗。封裝、IC載板與PCB也從過去較偏後段的製造環節，逐步成為AI硬體效能能否充分發揮的重要一環。
更大更近更省電 先進封裝面臨多重技術考驗
這樣的發展也改變了封裝技術追求的目標，鄭心圃將目前趨勢濃縮為「更大、更近、更省電」。AI需要放入更多邏輯晶片與HBM，封裝尺寸隨之擴張，翹曲與良率的控制難度增加；晶片之間又必須靠得更近，混合鍵合（Hybrid Bonding）與3D整合的重要性隨之提高。另一方面，資料傳輸每一個bit消耗的能量必須繼續降低，供電也要儘量減少途中損耗。在封裝層級（package level），隨著功率與熱流密度持續提高，散熱也更考驗液冷、熱介面材料及高熱流密度散熱技術。鄭心圃指出，「如果散熱能力不足，系統效能就會受到限制，也無法充分發揮原本的算力。」
當尺寸擴大、線路變細，材料選擇也更複雜。玻璃核心載板因尺寸穩定性與翹曲控制受到產業重視，但玻璃本身較脆，製程、材料介面、量產成本及可靠度都還有課題需要處理，玻璃核心載板與PCB進行系統整合時，也需要考量兩者熱膨脹係數（CTE）不匹配所造成的應力、翹曲及可靠度問題。AI封裝的功率也從過去數百瓦往一千瓦、兩千瓦甚至更高發展，使供電、散熱與機械可靠度彼此影響，技術評估已很難只看單一項目的最佳表現。
新技術從研發走向量產，仍須跨過多項門檻。曾參與CoWoS研發的鄭心圃，以自身經驗說明，「一個技術在實驗室裡做成功，只能證明它可以做；技術量產，必須證明它值得做，而且每天都可以做出來。」新的封裝方案若要跨過商用門檻，首先要解決客戶確實存在、傳統方法已難以處理的問題，同時具備清楚的產品價值，製程也要能穩定運作。設備、材料、良率、可靠度、生產週期與成本缺一不可，早期還需要客戶共同承擔導入風險。
開發模式由分工轉向協作 各環節提早共同規劃
系統愈複雜，產業原有的分工方式也跟著改變。過去晶片設計、晶圓製造、封裝及PCB各自負責不同環節，產品開發也有相對清楚的先後順序。現在，GPU的I/O數量會影響中介層與載板的尺寸、繞線密度，HBM配置則不僅關係到訊號與散熱，也會影響封裝的尺寸、整體布局與翹曲；封裝所需電流也會回頭影響載板與PCB的供電能力。這些條件若等到前一階段完成才處理，往往已經太晚。
鄭心圃認為，晶片、封裝、載板、PCB、材料、設備與系統廠，都必須更早參與產品開發，在設計初期就共同討論規格與技術需求，「任何一層的最佳化，都必須放回整個系統來看。」設備業者也要更早參與製程設計，跨領域合作逐漸成為AI硬體開發的日常。台灣的優勢正好來自高度集中的產業體系，從晶圓製造、封裝、IC載板、PCB，到材料、設備、自動化、ODM及系統製造都有完整產業基礎，發生技術問題時，各環節能較快找到合作對象共同處理。
IMPACT匯聚國際產業專家 從技術交流掌握發展方向
2026年IMPACT國際研討會也依循這項變化，從系統整合角度安排議程，涵蓋先進封裝、先進載板、資料傳輸、電源與散熱。鄭心圃表示，AI讓過去分開討論的晶片、封裝、載板及PCB之間有了更緊密的相互影響，大會希望讓與會者從完整系統理解未來技術方向。同期舉辦TPCA Show，也讓技術研討、材料設備與產業展示集中在同一期間。
2026年大會邀集多位國際產學界重要專家擔任Plenary Speakers，包括史丹佛大學H.-S. Philip Wong、ASE Group C. P. Hung、SHINKO Yasushi Araki、Intel Rahul Manepalli，以及IEEE Electronics Packaging Society（IEEE-EPS）Jeffrey Suhling，從學術研究、先進封裝、IC載板及異質整合等不同角度，分享AI時代電子構裝與系統整合的最新技術發展。除Plenary演講外，大會也規劃多場產業論壇與技術議程，讓系統、晶片、封裝、設備及材料業者直接交流下一代AI硬體所面臨的技術挑戰。
此外，IMPACT2026年結合IMAPS All Asia Conference（IAAC）。IAAC是IMAPS亞洲年會，匯集日本、南韓、台灣及其他地區的國際封裝社群，2026年特別著重於先進載板的技術開發、研究與市場發展方向。
議程聚焦AI時代的載板生態系，邀請Prismark、Ajinomoto、MKS Atotech、AT&S、FICT及Kinsus等產業代表，從市場、材料、製程及載板製造等不同角度，討論ABF載板、玻璃核心及高密度IC載板的未來發展。IMPACT整體議程也涵蓋熱管理、共同封裝光學、市場趨勢及企業論壇等內容，預估與會人數有機會超過一千五百人。
鄭心圃長期參與IMPACT，也希望藉由國際會議增加台灣產業參與標準、規格與設計討論的機會。他認為，「台灣已有成熟的製造基礎，下一階段仍要提高軟硬體整合能力，並讓更多工程師與學生接觸國際專家及不同層次的技術討論。」隨著AI運算需求提升，半導體競爭已從單一晶片效能，逐漸延伸至資料傳輸、供電與散熱等整體系統設計。曾被視為晶片後段製造環節的封裝與PCB，也因此成為影響AI系統效能的重要技術。
