臺(tái)積電以2.5維LSI展開(kāi)攻勢(shì)瞄準(zhǔn)總承包服務(wù)
[導(dǎo)讀]全球最大的代工企業(yè)臺(tái)積電（TSMC）公布了2.5維LSI的制造戰(zhàn)略。在2012年4月舉行的封裝技術(shù)國(guó)際會(huì)議“ICEP-IAAC（Joint Conferenceof “International Conference on Electronics Packaging” and “IMAPSAll Asia Con
全球最大的代工企業(yè)臺(tái)積電（TSMC）公布了2.5維LSI的制造戰(zhàn)略。在2012年4月舉行的封裝技術(shù)國(guó)際會(huì)議“ICEP-IAAC（Joint Conferenceof “International Conference on Electronics Packaging” and “IMAPSAll Asia Conference”）2012”的主題演講中，該公司TSV集成項(xiàng)目3D集成電路部門經(jīng)理侯上勇公布了有關(guān)內(nèi)容。
2.5維LSI是指在形成有TSV（硅貫通孔）的硅轉(zhuǎn)接板上排列封裝大量芯片，實(shí)施模塊化的技術(shù)。使用該技術(shù)時(shí)，與單芯片產(chǎn)品相比可輕松提高制造時(shí)的成品率，降低成本。而且還能夠以短距離且多端子的狀態(tài)將芯片間連接起來(lái)，因此芯片間的傳輸速度等與單芯片產(chǎn)品基本相同。由于具備這一特點(diǎn)，作為彌補(bǔ)微細(xì)化極限的新型集成化技術(shù)，備受業(yè)界關(guān)注。
2.5維LSI已開(kāi)始面向美國(guó)賽靈思（Xilinx）的FPGA實(shí)施量產(chǎn)，目前是通過(guò)臺(tái)積電與后工序?qū)I(yè)廠商（OSAT）等合作實(shí)現(xiàn)的。采取的是硅轉(zhuǎn)接板及FPGA芯片由臺(tái)積電制造、封裝由OSAT負(fù)責(zé)的水平分工型業(yè)務(wù)模式。
然而，臺(tái)積電指出“該方法很難提高2.5維LSI的制造成品率”（侯上勇）。而且此次還獲悉，為了提高成品率，臺(tái)積電已開(kāi)始向客戶大力推薦總承包服務(wù)（Turnkey Service），也就是從晶圓制造到封裝全部由該公司一家承包。據(jù)臺(tái)積電介紹，“目前賽靈思、美國(guó)英偉達(dá)及美國(guó)阿爾特拉均在推進(jìn)以總承包服務(wù)為前提的模塊開(kāi)發(fā)”（侯上勇）。臺(tái)積電即將于2012年下半年建立能夠使該技術(shù)開(kāi)始投入量產(chǎn)的體制（圖1）。
圖1：正在面向多家大客戶開(kāi)發(fā)2.5維LSI技術(shù)
臺(tái)積電正在為多家大客戶開(kāi)發(fā)2.5維LSI的測(cè)試模塊。均以臺(tái)積電自主開(kāi)發(fā)的稱為“CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）”的芯片集成技術(shù)來(lái)制造。
（圖由本刊根據(jù)臺(tái)積電的演講資料制作，照片由阿爾特拉提供）
在薄化處理前連接芯片
總承包服務(wù)利用被稱為“Co-WoS（Chip on Wafer on Substrate）”的自主制造技術(shù)。該技術(shù)在對(duì)制備有硅轉(zhuǎn)接板的晶圓實(shí)施薄化處理前層疊連接芯片（圖2）。通過(guò)利用厚晶圓來(lái)抑制晶圓的曲翹，“可將芯片連接時(shí)的成品率提高到95％以上，將成品的成品率提高到80％以上”（侯上勇）。
圖2：臺(tái)積電的“CoWoS”工藝
在不對(duì)晶圓做薄化處理的狀態(tài)下直接與疊在上面的芯片實(shí)施微凸塊連接，由此可提高連接的成品率。通過(guò)由臺(tái)積電獨(dú)攬TSV形成、微凸塊連接及TSV端子的露出等重要工序，容易提高制造的成品率。
臺(tái)積電今后還打算將CoWoS應(yīng)用到基于TSV的三維LSI上。目前來(lái)看，支持三維LSI的存儲(chǔ)器可供選擇的較少，“不能滿足客戶的要求”（侯上勇）（表1）。今后，臺(tái)積電將與各存儲(chǔ)器公司合作，“在支持三維LSI的存儲(chǔ)器方面，增加可供選擇候補(bǔ)”（侯上勇）。
如果總承包服務(wù)今后成為主流，那么OSAT的業(yè)務(wù)領(lǐng)域就會(huì)被代工企業(yè)奪走。不過(guò)，總承包服務(wù)今后究竟能否成為2.5維及三維LSI的主流，目前還不得而知。至少作為臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的格羅方德對(duì)推出總承包服務(wù)并沒(méi)有顯現(xiàn)出太大的愿望。格羅方德雖然2012年4月宣布已開(kāi)始向美國(guó)紐約的300mm晶圓工廠“Fab 8”導(dǎo)入支持20nm工藝的TSV技術(shù)，但同時(shí)又表現(xiàn)出了重視與OSAT共同開(kāi)發(fā)及合作的態(tài)度。（記者：木村 雅秀，《日經(jīng)電子》）
2.5維LSI是指在形成有TSV（硅貫通孔）的硅轉(zhuǎn)接板上排列封裝大量芯片，實(shí)施模塊化的技術(shù)。使用該技術(shù)時(shí)，與單芯片產(chǎn)品相比可輕松提高制造時(shí)的成品率，降低成本。而且還能夠以短距離且多端子的狀態(tài)將芯片間連接起來(lái)，因此芯片間的傳輸速度等與單芯片產(chǎn)品基本相同。由于具備這一特點(diǎn)，作為彌補(bǔ)微細(xì)化極限的新型集成化技術(shù)，備受業(yè)界關(guān)注。
2.5維LSI已開(kāi)始面向美國(guó)賽靈思（Xilinx）的FPGA實(shí)施量產(chǎn)，目前是通過(guò)臺(tái)積電與后工序?qū)I(yè)廠商（OSAT）等合作實(shí)現(xiàn)的。采取的是硅轉(zhuǎn)接板及FPGA芯片由臺(tái)積電制造、封裝由OSAT負(fù)責(zé)的水平分工型業(yè)務(wù)模式。
然而，臺(tái)積電指出“該方法很難提高2.5維LSI的制造成品率”（侯上勇）。而且此次還獲悉，為了提高成品率，臺(tái)積電已開(kāi)始向客戶大力推薦總承包服務(wù)（Turnkey Service），也就是從晶圓制造到封裝全部由該公司一家承包。據(jù)臺(tái)積電介紹，“目前賽靈思、美國(guó)英偉達(dá)及美國(guó)阿爾特拉均在推進(jìn)以總承包服務(wù)為前提的模塊開(kāi)發(fā)”（侯上勇）。臺(tái)積電即將于2012年下半年建立能夠使該技術(shù)開(kāi)始投入量產(chǎn)的體制（圖1）。
圖1：正在面向多家大客戶開(kāi)發(fā)2.5維LSI技術(shù)
臺(tái)積電正在為多家大客戶開(kāi)發(fā)2.5維LSI的測(cè)試模塊。均以臺(tái)積電自主開(kāi)發(fā)的稱為“CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）”的芯片集成技術(shù)來(lái)制造。
（圖由本刊根據(jù)臺(tái)積電的演講資料制作，照片由阿爾特拉提供）
在薄化處理前連接芯片
總承包服務(wù)利用被稱為“Co-WoS（Chip on Wafer on Substrate）”的自主制造技術(shù)。該技術(shù)在對(duì)制備有硅轉(zhuǎn)接板的晶圓實(shí)施薄化處理前層疊連接芯片（圖2）。通過(guò)利用厚晶圓來(lái)抑制晶圓的曲翹，“可將芯片連接時(shí)的成品率提高到95％以上，將成品的成品率提高到80％以上”（侯上勇）。
圖2：臺(tái)積電的“CoWoS”工藝
在不對(duì)晶圓做薄化處理的狀態(tài)下直接與疊在上面的芯片實(shí)施微凸塊連接，由此可提高連接的成品率。通過(guò)由臺(tái)積電獨(dú)攬TSV形成、微凸塊連接及TSV端子的露出等重要工序，容易提高制造的成品率。
臺(tái)積電今后還打算將CoWoS應(yīng)用到基于TSV的三維LSI上。目前來(lái)看，支持三維LSI的存儲(chǔ)器可供選擇的較少，“不能滿足客戶的要求”（侯上勇）（表1）。今后，臺(tái)積電將與各存儲(chǔ)器公司合作，“在支持三維LSI的存儲(chǔ)器方面，增加可供選擇候補(bǔ)”（侯上勇）。
如果總承包服務(wù)今后成為主流，那么OSAT的業(yè)務(wù)領(lǐng)域就會(huì)被代工企業(yè)奪走。不過(guò)，總承包服務(wù)今后究竟能否成為2.5維及三維LSI的主流，目前還不得而知。至少作為臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的格羅方德對(duì)推出總承包服務(wù)并沒(méi)有顯現(xiàn)出太大的愿望。格羅方德雖然2012年4月宣布已開(kāi)始向美國(guó)紐約的300mm晶圓工廠“Fab 8”導(dǎo)入支持20nm工藝的TSV技術(shù)，但同時(shí)又表現(xiàn)出了重視與OSAT共同開(kāi)發(fā)及合作的態(tài)度。（記者：木村 雅秀，《日經(jīng)電子》）
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