根據Yole市場數據，先進封裝市場正以年複合增長率10%的速度成長，預計2027年達572億美元。IDTechEx更預測，Chiplet技術的市場總價值將在2035年達到4110億美元。然而，這場技術革命的成敗關鍵並不在製造端，而在於能否突破設計工具的根本性限制。
EDA工具正從幕後的輔助角色躍升為先進封裝發展的決定性因素。EDA產業地圖顯示，單顆AI晶片設計需要調用超過50種EDA工具，比傳統晶片增加了300%。
這現象反映的是設計複雜度的幾何級增長：當不同製程節點的晶片需要整合在同一封裝中，當熱管理和機械應力成為關鍵設計變數，當系統級協同最佳化成為必要條件時，傳統EDA工具的設計邏輯已經無法應付。
西門子EDA技術經理王誌宏受訪時為我們揭示了解決之道：從AI技術在EDA工具中的深度整合，到系統級協同設計方法論的建立，再到平台化趨勢對產業生態的重新定義，新一代EDA技術正在重構先進封裝的可能性邊界。
設計複雜度躍升 傳統工具面臨三重挑戰
王誌宏深入剖析了EDA工具在先進封裝領域遭遇的技術瓶頸。第一重挑戰來自設計複雜度的指數級提升。傳統單晶片設計雖然複雜，但最終仍是同一製程節點的產物。如今在2.5D、3D IC、Chiplet封裝中，每個元件都是獨立製程的產品，還要加上不同材質的中介層，設計路徑的複雜度比過往提升了至少10倍。
第二重挑戰源於多物理域問題的集中爆發。以前一顆晶片的熱會往上散出，現在把它堆疊在一起時，上面的晶片會被擋住。此外，矽中介層與不同材質間的機械應力問題，在3D堆疊環境下變得極其複雜。熱管理和機械應力已從次要考量躍升為設計成敗的關鍵因素。
第三重挑戰是驗證複雜度的幾何級增長。傳統晶片設計的驗證工具Calibre，面對跨晶片、跨材質、跨封裝層級的複雜架構時，規則撰寫的複雜度呈現爆炸性增長。王誌宏坦言引導工程師去做這件事情的複雜度會變很高。這會直接拖慢設計週期，推高了開發成本。
Intel Ponte Vecchio GPU的成功案例印證了這些挑戰的現實性。這顆整合47個不同Chiplet的處理器，從設計到量產耗時超過四年，其中EDA工具的適配和驗證就占了近三分之一的時間。這樣的開發週期在AI晶片競賽中幾乎是致命的。
系統級協同設計 AI技術成突破關鍵
面對這些挑戰，晶片設計理念正發生根本性轉變：從序列設計轉向並行設計。過去的方法是在最後階段進行驗證和仿真，一旦發現問題就要回頭重來，迭代效率極低。新的設計概念要求設計與驗證並行，在每個階段都引入驗證和模擬，確保無誤後再進入下一階段。
AI技術的深度整合正在重新定義EDA工具的能力邊界。西門子最新的AI平台，用最簡單的概念來解釋就是懂EDA語法的ChatGPT。這個平台能夠自動處理複雜的Calibre語法生成，將原本需要資深工程師數週完成的工作壓縮到數小時。
熱仿真工具的技術革新同樣令人矚目。早期的熱仿真主要針對系統層級，如伺服器或PCB模組。現在這些工具必須深入到IC層級，精確分析3D堆疊結構中每個晶片的熱行為。透過晶片布局優化和散熱路徑設計，工程師能夠在設計早期就解決熱管理問題，避免後期的重大修改。
訊號完整性分析也迎來了突破。王誌宏指出，因為之前都在單晶片裡面做，現在會跨晶片還有跨不同的材質。新的分析工具整合了晶片級和系統級的訊號分析能力，透過實體與頻率的防範技術，將訊號網路分析的精度提升了30%以上。
平台化整合趨勢 產業生態迎來重組
西門子EDA的平台化策略，是以Innovator 3D IC作為中控台，整合從系統技術協同最佳化到具體實現的全流程。這個平台能夠同時處理矽晶片、中介層、封裝基板甚至PCB和BGA的最佳化設計。王誌宏特別提到了成本效益：「有時候上方的Bump稍微排列得好一點，就可以用比較少的層數」，這種優化能夠直接影響中介層的製造成本。
2025年2月18日，西門子與台積電的最新合作案例證明了這種平台化趨勢的重要性。西門子為台積電InFO封裝技術提供經認證的自動化工作流程，採用Innovator3D IC驅動的先進封裝整合解決方案。
Chiplet技術的快速發展正在重新定義產業合作模式。這個龐大市場背後，EDA工具的重要性愈加凸顯。王誌宏認為Chiplet的模組化優勢能夠大幅降低設計風險，他表示，很多常用的方式可以把它做成模組，運用這些早就已經tape out過或驗證過的模組，重複利用。
王誌宏預測未來五年將出現幾個關鍵技術趨勢：晶粒整合將加速發展；高密度3D基層技術將更廣泛應用；矽光子技術將走向成熟；Chiplet將實現大規模商業化應用。每一個趨勢都需要EDA工具的深度配合和創新突破。
四大技術趨勢成形 EDA產品創新勢在必行
面對這場3D封裝革命，台灣半導體產業需要在2025年下半年前完成關鍵佈局。因此產業界有三個方向需要重視：第一，加速培養熟悉先進封裝設計的EDA人才，預計需求將在未來兩年內增長300%；第二，支持本土EDA工具商在多物理域仿真領域的技術突破，這是打破國際壟斷的最佳切入點；第三，推動產學合作建立3D封裝設計的標準化流程，台灣有機會在這個新興領域制定遊戲規則。
當摩爾定律的傳統路徑逐漸走向終點，王誌宏認為透過2.5D、3D IC和先進封裝技術，讓半導體的發展可以延續某種頻率，這個曲線比較不會被傳統的技術瓶頸所侷限。更重要的是，系統級最佳化將成為未來競爭的關鍵，不僅只是晶片設計的系統，還考量晶片設計完之後，它放到PCB板上，PCB板上放到伺服器上，我們可以一路從晶片設計到整個系統，去做一個最完整的模擬驗證。
這種全方位的系統級思維，是未來半導體產業和EDA工具發展的核心方向。
