GlobalFoundries 与台积电（TSMC）近日签署了一项为期五年、价值 20 亿美元的制造协议。根据该协议，GlobalFoundries 将在美国建立 CoWoS-S 封装生态系统中中介层（interposer）的生产基地。此举旨在为台积电客户提供基于美国的制造来源，使其产品能够实现完全在美国制造和封装。预计相关产量将于 2028 年上半年开始提升。
GlobalFoundries CMOS 业务高级副总裁 Ed Kaste 表示，通过利用 GlobalFoundries 位于美国的可信赖制造服务，有助于客户加速创新并加强半导体供应链的韧性。
GF 与 TSMC 的合作细节
依据协议内容，GlobalFoundries 将扩大其位于纽约马耳他（Malta, New York）制造设施的产能，专门用于生产服务于台积电 CoWoS-S 封装技术的中介层。这些定制化的硅片组件负责提供逻辑芯片与高带宽内存（HBM）堆栈之间的高密度连接，是构建适用于人工智能（AI）和高性能计算（HPC）应用的复杂多模块处理器的关键部件。
虽然双方未披露具体的初始生产能力数值，但协议框架允许根据市场需求进行额外扩张。CoWoS-S 技术所需的中介层需针对特定处理器设计进行定制，其配置取决于逻辑芯片和 HBM 堆栈的数量、尺寸及位置，以及它们之间的互连结构。
此外，中介层必须满足包括电源网格和嵌入式深沟电容器 (DTC) 在内的特定功率传输要求，并在设计中兼顾信号完整性、功率完整性和热特性。对于大型系统级封装 (SiP)，中介层尺寸可能超过最大光刻网格限制，因此需要进行拼接处理，具体实施细节尚待观察。
尽管部分制造工艺和结构元件可以标准化，但最终生产的中介层通常具有应用特异性。在此合作模式中，GlobalFoundries 并非台积电的直接供应商，而是作为分包商角色，负责生产多种针对客户需求的中介层设计，而非仅供应需与台积电紧密协作的标准化组件。GlobalFoundries 需确保其设计规则、制造工艺和合格程序与台积电 CoWoS 封装流程兼容。鉴于中介层布局可能涉及台积电及其客户的专有技术和生产方法，知识产权的所有权和保护机制仍有待明确。
通过将部分中介层生产转移至 GlobalFoundries，台积电得以释放内部制造资源，从而增加先进封装所需关键部件的可用性。
需要注意的是，制造中介层仅是 CoWoS-S 生产过程的一环。该技术还涉及使用高精度粘合设备将逻辑片和 HBM 堆栈连接到中介层，并将组装后的结构安装到有机基板上，随后进行电气测试。这些后续环节需要专门的制造能力，目前的协议并未涵盖这部分内容的解决方案。
融入 TSMC CoWoS 生态系统
自 2018 年退出前沿工艺节点开发以来，GlobalFoundries 已无法直接生产尖端 AI 和 HPC 加速器。此次合作标志着该公司重新进入台积电在美国的先进封装供应链，为其提供定制化组件。
对 GlobalFoundries 而言，这一协议提供了参与制造先进 AI 处理器的机会，而无需承担生产先进逻辑模块的压力。尽管八年前放弃了先进制程研发，但其现有制造能力仍适合生产复杂多芯片组件中的特定部件，如 CoWoS-S 中介层。至于未来是否参与台积电 CoWoS-L 供应链，目前尚无定论。
考虑到台积电计划在亚利桑那州建立先进封装业务，此次与 GlobalFoundries 的合作显得尤为重要。台积电打算在 2029 年前在该州推出 CoWoS 和 3D-IC 封装功能，并已安靠科技（Amkor Technology）签署了一项为期 10 年的协议。安靠正在亚利桑那州皮奥里亚建设先进封装设施，计划于 2028 年初投产。
随着 GlobalFoundries 在 2028 年上半年于纽约增加中介层生产，台积电有望建立一个主要基于国内的 CoWoS 供应链：逻辑晶圆在亚利桑那州制造，中介层在纽约生产，先进封装和测试则由台积电或安靠在亚利桑那州完成。尽管短期内 HBM 堆栈仍需从亚洲内存制造商采购，但美光（Micron）和 SK 海力士均计划将 HBM 组装设施引入美国。据此推测，美国可能在 2029 年至 2030 年间形成垂直集成的先进 AI 处理器生产供应链。
目前，GlobalFoundries 和台积电尚未披露 CoWoS 组装作业在台积电与安靠之间的具体分配比例。然而，GlobalFoundries 强调“值得信赖的美国制造”这一表述，强烈暗示其生产的中介层将主要面向完全在美国制造的 SiP 产品。不过，若缺乏足够的芯片上晶圆组装和测试能力，仅扩大中介层生产并不能直接增加成品 AI 处理器的数量。
未明事项
初步协议覆盖五年期限，并建立了产能进一步增加的机制。然而，双方未披露计划中的具体制造量、与扩张相关的资本支出细节，也未公布这 20 亿美元协议的具体拆分方式。此外，GlobalFoundries 的制造能力如何随 CoWoS 技术的进步而同步演进，目前尚不清楚。
