台積電先進封裝部門近期與工程模擬軟體商 Ansys 展開深度合作，研究系統組態調校與效能最佳化，目標將客戶滿意度由現有的 96.8% 提升至台積一貫追求的「99.99%」。部門主管指出，20 年前無法想像今日封裝與模擬技術的進展速度，如今工程師能在更直觀、易用的環境下進行模擬與驗證，這對提升開發效率與創新能力至關重要。
台積電資深專案經理顧詩章在 Ansys Taiwan Simulation World 2025 台灣⽤戶技術⼤會上主題演講時表示，現代 AI 與高效能運算（HPC）的發展離不開先進封裝技術，特別是晶片中介層（Interposer）與 3DIC。相較於傳統單晶片或多晶片透過基板連接，先進封裝能將邏輯晶片與記憶體晶片以更靈活的方式整合，並引入微流道冷卻等解決方案，使封裝不再侷限於電子器件，還能整合光電等多元元件。然而，隨著系統日益複雜，封裝設計與驗證的風險與挑戰也同步增加。
顧詩章指出，台積電在模擬環境中強調「啟發（Inspire）、裝備（Equip）、賦能（Empower）」三大要素。模擬不僅是獲取計算結果，更能啟發工程師思考不同的設計可能，並在無需等待實體試產的情況下提前驗證構想。隨著封裝尺寸與結構日趨多樣，傳統僅放大封裝尺寸的開發方式已不適用，工程師必須面對複雜形狀與更精細的結構特徵，處理面積可達 100mm×100mm，而細節尺寸卻可能縮至微米等級，對模擬效能提出更高要求。
跟據統計，該部門 2024 年共完成逾 1 萬件模擬專案，並針對硬體配置進行深入研究。在不同 CPU 與 GPU 組態的效能與成本評估中發現，單純依照軟體建議的 GPU 配置雖能將效能提升一倍，但成本增加約三倍。相較之下，擴充至八倍 CPU 核心數可將效能提升 5.6 倍，成本僅增加兩倍，因此目前仍以 CPU 解決方案為主。
顧詩章指出，將硬體調校比喻為車輛駕駛模式的優化，透過 BIOS 設定與系統參數微調，在不更換軟體版本的情況下，可額外提升 26% 的效能；再結合作業系統排程優化，整體效能增幅可達 60%。主管強調，這屬於明顯的附加價值，且是工程團隊投入時間與經驗後的成果。
然而，效能提升仍受限於計算、IO 與通訊等瓶頸。測試顯示，當 CPU 核心數增加時，CPU 使用率會逐步下降；分散式檔案系統在節點數增加至五倍後，效能下降近 10%；而節點間通訊的帶寬利用率偏低，顯示尚有優化空間。目前，該部門使用第三方監控工具收集效能數據，再與 Ansys 進行技術溝通。但主管指出，若能在軟體中內建即時監控工具，便能如同 F1 賽車團隊即時調校車輛般，大幅加快問題診斷與調整效率，避免依賴外部量測與延遲回報。
在 GPU 應用方面，雖現階段主要採用 CPU 解決方案，但隨著 GPU 技術快速進步，部門期望未來能在性價比可接受的情況下轉向 GPU，以進一步提升模擬效率。顧詩章最後強調，台積電與 Ansys 將持續保持緊密合作，針對系統瓶頸、監控工具與硬體最佳化持續推進，目標是在效能、成本與穩定度上達到最佳平衡，推動先進封裝技術邁向更高境界。
(首圖來源：台積電)
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