半導(dǎo)體廠商已越來(lái)越重視異構(gòu)芯片整合

異構(gòu)整合是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)延伸摩爾定律的新顯學(xué)。隨著臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)群聚效應(yīng)擴(kuò)大，臺(tái)積電、日月光投控和鴻海等科技業(yè)三巨頭，分別從晶圓代工、半導(dǎo)體封測(cè)、電子代工等既有優(yōu)勢(shì)切入，搶食異構(gòu)芯片整合商機(jī)。

其中，臺(tái)積電靠整合扇出型(INFO)封裝技術(shù)拿下主力客戶大單，估計(jì)相關(guān)業(yè)務(wù)單季營(yíng)收很快將超過1億美元(逾新臺(tái)幣31億元)。

臺(tái)積電向來(lái)不對(duì)單一客戶與訂單置評(píng)。據(jù)悉，臺(tái)積電異構(gòu)整合訂單最大客戶就是蘋果，臺(tái)積電異構(gòu)芯片整合技術(shù)工藝，已向前推動(dòng)進(jìn)入可將異構(gòu)芯片整合系統(tǒng)單芯片(SoC)。

業(yè)界解讀，臺(tái)積電憑借優(yōu)異的異構(gòu)整合技術(shù)，拿下蘋果處理器大單后，預(yù)料未來(lái)還會(huì)導(dǎo)入更新一代的記憶體，提升手機(jī)芯片更大效能，為半導(dǎo)體技術(shù)寫下新頁(yè)。

日月光是目前臺(tái)廠中，具備系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)層次最廣的封裝廠，涵蓋FCBGA、FOCoS和2.5D封裝等近十種封裝技術(shù)，將不同制程的芯片進(jìn)行異構(gòu)整合成單晶體，且具備模組構(gòu)裝的設(shè)計(jì)能力， 讓芯片設(shè)計(jì)人員可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)， 縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

日月光表示，現(xiàn)在更多芯片商和系統(tǒng)廠采用日月光提供系統(tǒng)級(jí)封裝〈SiP)的平臺(tái)，開發(fā)用于手機(jī)、網(wǎng)通、車載、醫(yī)療、穿戴式裝置和家電等多種產(chǎn)品。

日月光集團(tuán)營(yíng)運(yùn)吳田玉表示，日月光的系統(tǒng)級(jí)封裝營(yíng)收過去幾年都以數(shù)億美元的速度成長(zhǎng)，未來(lái)幾年也會(huì)是如此。日月光除了加碼在臺(tái)灣投資，也在墨西哥增加投資，就是因應(yīng)包括高通等芯片客戶對(duì)異構(gòu)芯片整合強(qiáng)勁需求。

鴻海集團(tuán)積極布局半導(dǎo)體領(lǐng)域，董事長(zhǎng)劉偉揚(yáng)透露，半導(dǎo)體是關(guān)鍵性產(chǎn)業(yè)，鴻海集團(tuán)一定會(huì)參與，但會(huì)以創(chuàng)新的辦法去做。據(jù)了解，鴻海集團(tuán)具備系統(tǒng)整合豐富經(jīng)驗(yàn)，對(duì)市場(chǎng)敏銳度高，也看到AI和5G世代，很多半導(dǎo)體元件需進(jìn)行異構(gòu)整合的趨勢(shì)。

業(yè)界認(rèn)為，鴻海集團(tuán)旗下訊芯-KY，將扮演集團(tuán)在半導(dǎo)體異構(gòu)芯片整合的前鋒關(guān)鍵角色。先前鴻海集團(tuán)已默默為訊芯練兵，旗下鴻騰精密2016年收購(gòu)安華高(Avago)旗下光纖模組相關(guān)事業(yè)后，已對(duì)訊芯擴(kuò)大釋出100G光收發(fā)模組SiP封測(cè)代工訂單，推升訊芯業(yè)績(jī)。

什么是異構(gòu)整合?

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)過去數(shù)十年來(lái)，以摩爾定律作為降低成本與功耗，并提升電晶體效能的發(fā)展主軸。摩爾定律是指積體電路上可容納的電晶體數(shù)目，每18個(gè)月便會(huì)增加一倍。隨著制程愈來(lái)愈精密，摩爾定律推進(jìn)時(shí)間面臨延長(zhǎng)問題，業(yè)界透過封裝、材料和軟體等方式，進(jìn)行異構(gòu)整合，借此延伸芯片性價(jià)比，并擴(kuò)大應(yīng)用。

異構(gòu)整合是為了提升整體芯片效能，把不同制程的芯片整合在一起的作法，封測(cè)技術(shù)更扮演成敗關(guān)鍵，從臺(tái)積電、日月光、鴻海等科技大廠都積極投入來(lái)看，凸顯異構(gòu)整合已是大勢(shì)所趨。

臺(tái)廠加快異構(gòu)整合布局甩開大陸對(duì)手

第五代行動(dòng)通訊(5G)開啟半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新浪潮，除了半導(dǎo)體制程將于明年推向5奈米量產(chǎn)外，也正式引爆異構(gòu)芯片整合商機(jī)。業(yè)界認(rèn)為，異構(gòu)整合將是臺(tái)灣拉開與大陸競(jìng)爭(zhēng)差距，藉由差異化，大搶先進(jìn)應(yīng)用芯片商機(jī)的利器。

工研院產(chǎn)業(yè)科技國(guó)際發(fā)展策略所研究總監(jiān)楊瑞臨預(yù)期，未來(lái)十年，異構(gòu)芯片整合將為先進(jìn)封裝廠帶來(lái)龐大機(jī)會(huì)。不過，還是要透過材料及封測(cè)技術(shù)突破，才能做大這塊大餅。

這些異構(gòu)整合的趨勢(shì)，主要建立在穿戴裝置、智能手機(jī)、5G、AI、網(wǎng)通設(shè)備對(duì)微型化的系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)需求持續(xù)揚(yáng)升。

尤其未來(lái)手機(jī)及穿戴產(chǎn)品須將連網(wǎng)的關(guān)鍵元件，例如Sub 6GHz與毫米波(mmWave)、射頻前段模組(RF-FEM)進(jìn)行異構(gòu)整合;應(yīng)用在資料中心芯片則須將高速運(yùn)算的繪圖芯片(GPU)和網(wǎng)通芯片整合，甚至朝向多芯片/多模組封裝。

為確認(rèn)各項(xiàng)不同元件整合在同一封裝中的品質(zhì)，晶圓測(cè)試(CP) 會(huì)更受重視，而高頻RF測(cè)試介面的垂直探針卡需求將會(huì)成長(zhǎng);進(jìn)到最后成品測(cè)試時(shí)，還會(huì)透過系統(tǒng)級(jí)測(cè)試(SLT)進(jìn)行最后把關(guān)。由于測(cè)試時(shí)間拉長(zhǎng)、且重要性提高，也為測(cè)試廠帶來(lái)龐大商機(jī)。

業(yè)者認(rèn)為，透過與先進(jìn)制程的晶圓代工廠緊密相連，臺(tái)灣封測(cè)廠未來(lái)在異構(gòu)芯片整合，也會(huì)成為各大芯片倚重的重心，并避開與大陸價(jià)格戰(zhàn)，開創(chuàng)新局。

這幾年工研院和臺(tái)系封測(cè)廠看到龐大商機(jī)，紛紛透過和材料廠導(dǎo)入以銅電鍍做為晶圓封裝重分布層(RDL)等先進(jìn)封裝解決方案，也透過設(shè)備廠協(xié)助，提供更精測(cè)及更高效的檢測(cè)。