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決戰千瓦AI晶背供電牆,精材挾測試與IVR強勢突圍,愛普強攻矽電容

產業評析   2026/10/19

隨著AI晶片運算效能不斷突破,半導體產業的競爭,已不再只是追求更先進的製程,更延伸至如何提高供電效率。台積電(2330)除了持續推進2奈米、埃米世代製程,也透過晶背供電與先進封裝技術,突破高效能運算的電力瓶頸。這場技術變革,不僅擴大了晶圓測試需求,讓台積電轉投資的精材(3374)直接受惠;更帶動全球矽電容商機,除了讓切入先進封裝生態系的愛普*(6531)搶占先機外,也同步帶旺積極布局矽電容代工的華邦電(2344)、力積電(6770)等業者,共同迎來新成長機會。

當高階運算晶片功耗逐步逼近千瓦,傳統將電力與訊號皆配置於晶圓正面的設計漸趨擁擠,在極高密度的電晶體架構下,高電流經過層層細微的金屬布線抵達運算核心時,容易產生電壓降(IR Drop)與高頻雜訊,形成業界所稱的「電力牆」(Power Wall)限制,進而影響晶片高速運算時的穩定性。為此,台積電A16製程的最大特色之一,就是導入超級電軌(Super Power Rail)晶背供電技術,將供電線路移至晶圓背面,釋放正面訊號布線空間,降低電壓損耗。相較於N2P製程,A16在相同運算速度下,功耗可降低15至20%,顯示供電架構已成為提升晶片效能的重要突破方向。

當供電網路(PDN)從2D走向3D並疊加先進封裝(如CoWoS、SoIC),晶圓物理結構複雜度大增。為確保每顆裸晶皆為良品,便推升了高階晶圓測試(CP)與特殊後段製程的需求。身為台積電轉投資的封��業者,精材近年配合台積電持續擴大晶圓測試需求,營運主力已從傳統晶圓級封裝轉向測試服務。台積電目前持有精材約41%股權,也是精材最大客戶,營收貢獻超過7成,使精材成為觀察台積電測試業務外溢效應的重要指標。

精材今年第2季營收達21.85億元,年增42.2%,其中晶圓測試服務營收13.63億元,年增103%,占整體營收比重62%,已超越傳統封裝業務,成為主要營收來源;單季稅後淨利3.96億元,每股純益1.46元,較去年同期大幅改善。此外,公司9月單月營收進一步達9.32億元,年增21.3%,前3季累計營收68億元,年增31.5%,反映測試業務擴張持續支撐營運成長。為因應需求,精材今年資本支出達34.5億至36.6億元,其中約8成投入新測試廠無塵室、裝機工程與廠務設施。

除了晶圓測試,精材另一項值得關注的布局是12吋IVR晶背銅加工。IVR又稱整合式穩壓器,主要功能是將輸入電壓轉換為晶片所需的工作電壓,並透過更靠近運算核心的供電架構,降低電力傳輸損耗。隨著AI晶片功耗提高,供電效率與穩定性的重要性同步增加,也帶動了相關的特殊晶圓加工需求。

精材今年配合策略夥伴開發12吋IVR晶背銅加工專案,主要應用於高效能運算晶片的搭配晶片(Companion Chip)。公司預計今年底完成製程認證並試量產,目標27年下半年放量。鑑於台積電不僅在製造端推進超級電軌,亦於先進封裝生態系推動IVR架構;市場看好精材將成為承接此技術藍圖的關鍵拼圖,若專案如期穩定量產,IVR將可望成為精材下一階段的重要成長動能。

不過,隨著晶片整合更多運算核心、功耗持續攀升,如何確保電力穩定傳輸成為先進封裝的關鍵挑戰。在電源管理環節中,若將負責電壓轉換的整合式穩壓器比喻為控制水壓的調節閥,那麼負責降低電壓波動的高密度矽電容,就像是設置在晶片附近的小型蓄水池,能在運算負載驟增時提供瞬時電流緩衝,維持供電穩定。

為了解決極小封裝空間內的供電純淨度,傳統體積較大、微縮面臨物理極限的多層陶瓷電容(MLCC)已逐漸不敷使用。取而代之的矽電容,不僅能透過半導體製程實現更高整合密度,在極薄厚度下提供高電容值,更具備與矽基板熱膨脹係數匹配、極低等效串聯電感(ESL)等優勢。這使其能大幅縮短與運算核心的供電路徑,有效解決高頻雜訊,可符合先進封裝薄型化與高功耗的需求。

其中,愛普近年積極發展的客製化高密度矽電容(S-SiCap),就是利用類似DRAM的堆疊式電容技術,製造高密度矽電容,產品包括嵌入矽中介層的IPC,以及嵌入封裝基板的IPD。在應用端,公司的S-SiCap已成功切入台積電與日月光投控(3711)的CoWoS相關先進封裝供應鏈;其中,IPC已進入量產階段,IPD則於今年第2季開始量產,預計明年上半年加速放量,且S-SiCap營收占比有望超越IoTRAM。而成長動能也反映在財報,愛普第2季合併營收23.63億元,其中S-SiCap營收達6.38億元,年增273%,占整體營收比重約27%,逐漸成為公司新的成長引擎。今年9月營收更達11.89億元,年增90.2%,前3季累計營收77.88億元,年增106%。

除了精材、愛普等台積電大聯盟成員外,記憶體大廠華邦電也積極跨入矽電容市場。公司利用既有DRAM製程優勢,採用堆疊式技術提高單位面積電容密度,目前量產產品已達每平方毫米3300奈法拉,最新樣品更提升至5400奈法拉;隨產能逐步開出,公司預期明年矽電容營收占比有機會達5至10%,成為傳統記憶體之外的新成長來源。

另一家值得關注的力積電,則以晶圓代工及先進封裝技術切入矽電容市場。公司12吋矽電容已通過國際大廠EMIB先進封裝技術認證,並開始穩定量產,規劃明年將月產能擴大至8000至10000片;8吋矽電容則以光通訊模組等應用為主。值得注意的是,愛普已與力積電簽訂長期產能保障協議,鎖定未來3至4年的晶圓供應,反映矽電容需求正從技術驗證走向規模化量產,也讓晶圓代工廠在新一代電源管理市場中扮演更重要的角色。

綜上,隨著千瓦功耗時代來臨,先進封裝的電源管理技術,已成為全球晶片巨頭決戰AI的新戰場。而在台積電領航先進封裝生態系之下,精材以測試大單與IVR晶背加工緊跟步伐;愛普則以矽電容搶占高頻運算的關鍵樞紐。隨著相關技術與產能於陸續步入放量期,這場硬體規格的升級戰,將有望實質轉化為相關業者營運擴張的強勁動能。

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