後摩爾時代 群雄競逐先進封裝

2020-10-13

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隨著晶片不斷向微型化發展,生產製程開始向著更小的 5nm、3nm 推進,已經越來越逼近物理極限,付出的代價也將越來越大,因此摩爾定律屢屢被傳將走到盡頭,迫切需要另闢蹊徑推動技術進步。

        

業界普遍認為,先進封裝會成為下一階段半導體技術的重要發展方向。廈門大學特聘教授、雲天半導體創始人于大全博士就曾指出,隨著摩爾定律發展趨緩,通過先進封裝技術來滿足系統微型化、多功能化成為了積體電路產業發展的新引擎。

        

封裝技術是伴隨積體電路發明應運而生的,主要功能是完成電源分配、信號分配、散熱和物理保護。而隨著晶片技術的發展,封裝正在不斷革新,供應鏈迎來大考。

        

群雄競逐先進封裝

先進封裝技術能夠相對輕鬆地實現晶片的高密度集成、體積的微型化和更低的成本等需求,符合高端晶片向尺寸更小、性能更高、功耗更低演進的趨勢。

        

尤其是 CoWoS (Chip On Wafer On Substrate)、FOWLP (扇出晶圓級封裝)以及 WoW 等高密度先進封裝(HDAP),它們在提升晶片性能方面展現出的巨大優勢,成功吸引了各大主流晶片封測、代工以及設計廠商的關注,開始在該領域持續投資佈局。

    

例如 CoWoS,這是台積電獨創的 2.5D 封裝技術,被稱為晶圓級封裝。CoWoS 針對高端市場,連線數量和封裝尺寸都比較大。

      

自 2012 年開始量產 CoWoS 以來,台積電就通過這種晶片間共用基板的封裝形式,把多顆晶片封裝到一起,而平面上的裸片通過 Silicon Interposer 互聯,這樣達到了封裝體積小,傳送速率高,功耗低,引腳少的效果。

    

此外,FOWLP,這是一項被預言將成為下一代緊湊型、高性能電子設備基礎的技術。根據 Yole 資料,FOWLP 全球總產值有望在 2022 年超過 23 億美金,2019-2022 年間 CAGR (複合年均增長率)接近 20%。

     

據悉,第一代扇出型封裝是採用英飛淩(Infineon)的嵌入式晶圓級球閘陣列(eWLB)技術,此為 2009 年由飛思卡爾(Freescale,現為恩智浦)所推出。但是,集成扇出型封裝(InFO)在此之前就只有台積電能夠生產。

   

台積電的 InFO 技術是最引人注目的高密度扇出的例子,三星電子 (Samsung Electronics) 系統 LSI 事業部認為正是此技術,導致台積電搶下蘋果 (Apple)A10 處理器代工訂單。為此三星電機 (Semco) 跨足半導體封裝市場,與三星電子合作研發 FOWLP 技術,以期在新一輪客戶訂單爭奪賽中,全面迎戰台積電。

   

Techsearch International 指出,這些 HDAP 技術推動了行業對設備與封裝協同設計以及新流程的需求。目前代工廠開始將一部分限制產能用於做先進封測,傳統的封測廠商也在逐漸向先進封測提升。

    

雖然目前為止,代工廠與封測廠商還沒有完全交叉的業務,在各自的領域獨立為戰。但未來雙方一定會越來越多地向中間重合領域進軍,先進封裝將成為兵家必爭之地。

    

來自台灣的首家半導體封裝膜材製造商-晶化科技從 2015 年到 2017 年才剛剛進入半導體封裝的市場,目前正在不斷增長市場份額,半導體封裝材料產品本身會革新,帶來全新應用機會,隨之為晶化科技帶來新的增長點,晶化科技在其中將不斷尋求新的發展機會。不僅如此,就晶化科技自身而言,也擁有強悍的實力。

    

首先是其強大的生產線,晶化科技擁有整體解決方案,例如晶圓級封裝中會涉及到多個應用點,晶化科技的解決方案中都會涵蓋,因此這是一個成體系的方案,對於客戶來說,使用感更加良好,更加順手,畢竟材料之間也需要配合。

    

其次是晶化科技快速及時的服務,晶化科技工廠坐落於在台灣竹南科學園區,能夠更快反應台灣客戶的需求,以及更好的進行售後服務。

     

最後是晶化科技本身強大的研發能力,晶化科技目前在台灣設有研發團隊,配備兩個實驗室,還有專門做封裝膜材、固晶膠或者其他方面基板廠的增層材料研發。除此之外研發團隊也會探索更加前沿的方向,比如超前的封裝膜材應用點等,能夠更快捕捉未來技術的發展趨勢。

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