2020 三大晶圓廠力拼 3D 封裝

2020-08-16

   

自積體電路發明以來,已經歷經了數十載風波。在這些年中,半導體先進制程按照摩爾定律飛速發展。如今,隨著摩爾定律放緩,積體電路產業正在進入後摩爾定律時代。要延續摩爾定律,解開後端“封裝”技術的瓶頸成為法門之一。

    

近幾年來,一些晶圓大廠的發展重心正在從過去追求更先進納米制程,轉向封裝技術的創新。諸如三星、台積電、英特爾等晶片製造廠商紛紛跨足封裝領域,3D 封裝技術無疑開始成為巨頭角逐的重要戰場。

    

為什麼是 3D 封裝?

封裝技術伴隨積體電路發明應運而生,主要功能是完成電源分配、信號分配、散熱和保護。伴隨著晶片技術的發展,封裝技術也在不斷革新。

   

此前晶片都是在 2D 層面展開的,業內研究重點都放在如何實現單位面積上元器件數量的增加以及微觀精度的改進,之後不少大廠開始拓展思維,研究把一塊晶片從 2D 展開至 3D,套用劉慈欣科幻大作《三體》裡的一個梗,3D 晶片對傳統 2D 晶片發動了一場“降維打擊”。

3D 封裝號稱是超越摩爾定律瓶頸的最大“殺手鐧”,它又稱立體封裝技術,是在 X-Y 平臺的二維封裝的基礎上向 z 方向發展的高密度封裝技術。

   

與傳統封裝相比,使用 3D 技術可縮短尺寸、減輕重量達 40-50 倍 ; 在速度方面,3D 技術節約的功率可使 3D 元件以每秒更快的轉換速度運轉而不增加能耗,寄生性電容和電感得以降低,同時,3D 封裝也能更有效地利用矽片的有效區域。這種封裝在集成度、性能、功耗等方面更具優勢,同時設計自由度更高,開發時間更短,是各封裝技術中最具發展前景的一種。

鑒於這些優勢,先進封裝技術的應用似乎不可避免。根據麥姆斯諮詢援引 Yole 預測,2019 年-2024 年期間先進封裝市場預計將以 8% 的複合年增長率增長,市場規模到 2024 年將達到 440 億美元;與此同時,傳統封裝市場的複合年增長率預計僅為 2.4%。隨著對人工智慧 (AI) 需求的增長,對半導體的需求將會大幅增加。

   

當然,對 3D 技術的需求取決於一系列因素,包括智慧手機,平板電腦,可穿戴設備和其他相關消費品的蓬勃發展市場,以及多個半導體公司的生態系統 (不僅僅是幾個大公司)致力於升級到更新的封裝技術。

   

目前市場上仍然存在關於 3D 封裝技術的不確定性。例如,何時以及如何採用這些新的封裝配置,誰將在市場中佔據主導地位?所有半導體行業的公司(例如,記憶體供應商,邏輯製造商,代工廠和封裝分包商)必須探索戰略聯盟和合作夥伴關係,以確保開發出可行的先進封裝生態系統。

   

對於 IC 製造商,代工廠和其他公司來說,還有可能在定價和數量方面贏得競爭對手。因此,半導體企業在高級封裝方面面臨著至關重要的決策,他們的目標是成為先行者還是快速追隨者決定了這些選擇的複雜程度。

     

晶化科技可客製化開發2.5D/3D封裝用膜材 

晶化科技致力於研發先進封裝膜材,期許台灣半導體封裝材料能自主化,有利完備國內半導體產業聚落,搶占全球供應鏈的核心地位,並吸引外商來台投資,擴大與國內業者合作,強化台灣半導體產業的競爭力。