封測業兩巨變襲來!日月光「異質整合」成為秘密武器

2020-12-28

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當晶片從晶圓廠產出後,距離成為各種功能元件,還有最後一道程續:封裝測試。封裝,這是為了提供晶片機械支撐、物理保護和散熱功能,並將晶片連上印刷電路板(PCB)或其他電子元件,讓訊號與電流能夠傳遞的步驟。至於測試,則必須在晶片製作過程的各個階段,進行不同程度的檢測,確認晶片的可靠度和良率。

    

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基於台灣晶圓製造優勢,封測廠日月光歷經逾30年耕耘,締造全球市占率21.8%龍頭地位,若合併計算同集團下的矽品,市占率更高達36.2%。

     

不過,因應客戶需求及技術挑戰,「整個封測業正開始迎來質變跟量變,」日月光半導體資深副總陳光雄如此形容目前的現況。   

      

封測龍頭拿出秘密武器,對上「質變、量變」雙重考驗

「質變」是當前半導體產業共同面臨的摩爾定律(Moore's Law)物理極限,而日月光所處的封測產業也無法置外。陳光雄說,如何跳脫過往技術,滿足現階段客戶對於晶片效能的需求,尤其是電子設備力求輕薄短小,更成了日月光的挑戰。

    

至於「量變」,在5G、AI時代,人類創造的資料量空前龐雜,研究機構Strategy Analytics便指出,2030年全球物聯網(IoT)設備將高達500億個。影響所及,不僅是設備運算力,物聯網設備的數量也將大幅增加,陳光雄解釋,這將呈現「少樣多量」的特性,更考驗封測解決方案的彈性,及技術上的廣度,「勢必要走向異質整合的路。」

   

「異質整合」在這的意思是,將兩個、甚至多個不同性質的電子元件(如邏輯晶片、感測器、記憶體等)整合進單一封裝裡;或從晶片的布局下手,利用2.5D或3D等多維度空間設計,將不同電子元件堆疊、整合在一個晶片中,解決空間限制。

   

過去是同質晶粒(die)封裝一起,未來則可能把微機電系統(MEMS)或被動元件都整合在SiP(系統級封裝)晶片中,改善功耗和效能、大幅縮小體積,而這正是「先進封裝」可著墨的地方。

     

舉例來說,市售的無線藍牙耳機就有採用日月光SiP封裝技術,加入降噪及力度感測,功能變得更強大,電池續航力卻不減反增。「SiP會是接下來的機會。只要有半導體在,就會有SiP需求。」 陳光雄表示。

    

晶化科技成立於2015年,因陳燈桂董事長有感於台灣在半導體產業界缺少封裝材料自主化的關鍵能力,故在竹南科學園區籌組公司,創立半導體封裝膜材研發和生產線;在2018年後,公司轉型,從單純的半導體封裝材料廠轉為半導體和IC載板材料整合廠,跨入台灣企業主流的專業半導體製程的領域。並與客戶共同合作開發應用於半導體先進封裝所需之材料,幫助客戶打破國外大廠壟斷、降低成本,透過縱向與橫向的技術應用,與台灣積體電路和日月光等國內大廠合作開發下一世代先進封裝材料,結合原有半導體膜材技術,開發出劃時代的新產品。