台积电先进封装部门近期与工程模拟软件商Ansys展开深度合作，研究系统组态调校与性能优化，目标将客户满意度由现有的96.8%提升至台积一贯追求的“99.99%”。部门主管指出，20年前无法想象今日封装与模拟技术的进展速度，如今工程师能在更直观、易用的环境下进行模拟与验证，这对提升开发效率与创新能力至关重要。

台积电资深项目经理顾诗章在Ansys Taiwan Simulation World 2025台湾⽤户技术⼤会上主题演讲时表示，现代AI与高性能计算（HPC）的发展离不开先进封装技术，特别是芯片中介层（Interposer）与3DIC。相较于传统单芯片或多芯片通过基板连接，先进封装能将逻辑芯片与内存芯片以更灵活的方式集成，并引入微流道冷却等解决方案，使封装不再局限于电子器件，还能集成光电等多样组件。然而，随着系统日益复杂，封装设计与验证的风险与挑战也同步增加。

顾诗章指出，台积电在模拟环境中强调“启发（Inspire）、装备（Equip）、赋能（Empower）”三大要素。模拟不仅是获取计算结果，更能启发工程师思考不同的设计可能，并在无需等待实体试产的情况下提前验证构想。随着封装尺寸与结构日趋多样，传统仅放大封装尺寸的开发方式已不适用，工程师必须面对复杂形状与更精细的结构特征，处理面积可达100mm×100mm，而细节尺寸却可能缩至微米等级，对模拟性能提出更高要求。

跟据统计，该部门2024年共完成超过1万件模拟项目，并针对硬件配置进行深入研究。在不同CPU与GPU组态的性能与成本评估中发现，单纯依照软件建议的GPU配置虽能将性能提升一倍，但成本增加约三倍。相较之下，扩展至八倍CPU核心数可将性能提升5.6倍，成本仅增加两倍，因此目前仍以CPU解决方案为主。

顾诗章指出，将硬件调校比喻为车辆驾驶模式的优化，通过BIOS设置与系统参数微调，在不更换软件版本的情况下，可额外提升26%的性能；再结合操作系统调度优化，整体性能增幅可达60%。主管强调，这属于明显的附加价值，且是工程团队投入时间与经验后的成果。

然而，性能提升仍受限于计算、IO与通信等瓶颈。测试显示，当CPU核心数增加时，CPU使用率会逐退下降；分布式文件系统在节点数增加至五倍后，性能下降近10%；而节点间通信的带宽利用率偏低，显示尚有优化空间。目前，该部门使用第三方监控工具收集性能数据，再与Ansys进行技术沟通。但主管指出，若能在软件中内置即时监控工具，便能如同F1赛车团队即时调校车辆般，大幅加快问题诊断与调整效率，避免依赖外部测量与延迟回应。

在GPU应用方面，虽现阶段主要采用CPU解决方案，但随着GPU技术快速进步，部门期望未来能在性价比可接受的情况下转向GPU，以进一步提升模拟效率。顾诗章最后强调，台积电与Ansys将持续保持紧密合作，针对系统瓶颈、监控工具与硬件优化持续推进，目标是在性能、成本与稳定度上达到最佳平衡，推动先进封装技术迈向更高境界。

(首图来源：台积电)