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[導讀]異構整合是半導體產(chǎn)業(yè)延伸摩爾定律的新顯學。隨著臺灣半導體產(chǎn)業(yè)群聚效應擴大,臺積電、日月光投控和鴻海等科技業(yè)三巨頭,分別從晶圓代工、半導體封測、電子代工等既有優(yōu)勢切入,搶食異構芯片整合商機。

異構整合是半導體產(chǎn)業(yè)延伸摩爾定律的新顯學。隨著臺灣半導體產(chǎn)業(yè)群聚效應擴大,臺積電、日月光投控和鴻海等科技業(yè)三巨頭,分別從晶圓代工、半導體封測、電子代工等既有優(yōu)勢切入,搶食異構芯片整合商機。

其中,臺積電靠整合扇出型(INFO)封裝技術拿下主力客戶大單,估計相關業(yè)務單季營收很快將超過1億美元(逾新臺幣31億元)。

臺積電向來不對單一客戶與訂單置評。據(jù)悉,臺積電異構整合訂單最大客戶就是蘋果,臺積電異構芯片整合技術工藝,已向前推動進入可將異構芯片整合系統(tǒng)單芯片(SoC)。

業(yè)界解讀,臺積電憑借優(yōu)異的異構整合技術,拿下蘋果處理器大單后,預料未來還會導入更新一代的記憶體,提升手機芯片更大效能,為半導體技術寫下新頁。

日月光是目前臺廠中,具備系統(tǒng)級封裝技術層次最廣的封裝廠,涵蓋FCBGA、FOCoS和2.5D封裝等近十種封裝技術,將不同制程的芯片進行異構整合成單晶體,且具備模組構裝的設計能力, 讓芯片設計人員可以簡化設計, 縮短產(chǎn)品上市時間。

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)級封裝〈SiP)的平臺,開發(fā)用于手機、網(wǎng)通、車載、醫(yī)療、穿戴式裝置和家電等多種產(chǎn)品。

日月光集團營運吳田玉表示,日月光的系統(tǒng)級封裝營收過去幾年都以數(shù)億美元的速度成長,未來幾年也會是如此。日月光除了加碼在臺灣投資,也在墨西哥增加投資,就是因應包括高通等芯片客戶對異構芯片整合強勁需求。

鴻海集團積極布局半導體領域,董事長劉偉揚透露,半導體是關鍵性產(chǎn)業(yè),鴻海集團一定會參與,但會以創(chuàng)新的辦法去做。據(jù)了解,鴻海集團具備系統(tǒng)整合豐富經(jīng)驗,對市場敏銳度高,也看到AI和5G世代,很多半導體元件需進行異構整合的趨勢。

業(yè)界認為,鴻海集團旗下訊芯-KY,將扮演集團在半導體異構芯片整合的前鋒關鍵角色。先前鴻海集團已默默為訊芯練兵,旗下鴻騰精密2016年收購安華高(Avago)旗下光纖模組相關事業(yè)后,已對訊芯擴大釋出100G光收發(fā)模組SiP封測代工訂單,推升訊芯業(yè)績。

 

 

什么是異構整合?

半導體產(chǎn)業(yè)過去數(shù)十年來,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個月便會增加一倍。隨著制程愈來愈精密,摩爾定律推進時間面臨延長問題,業(yè)界透過封裝、材料和軟體等方式,進行異構整合,借此延伸芯片性價比,并擴大應用。

異構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,封測技術更扮演成敗關鍵,從臺積電、日月光、鴻海等科技大廠都積極投入來看,凸顯異構整合已是大勢所趨。

臺廠加快異構整合布局甩開大陸對手

第五代行動通訊(5G)開啟半導體產(chǎn)業(yè)新浪潮,除了半導體制程將于明年推向5奈米量產(chǎn)外,也正式引爆異構芯片整合商機。業(yè)界認為,異構整合將是臺灣拉開與大陸競爭差距,藉由差異化,大搶先進應用芯片商機的利器。

工研院產(chǎn)業(yè)科技國際發(fā)展策略所研究總監(jiān)楊瑞臨預期,未來十年,異構芯片整合將為先進封裝廠帶來龐大機會。不過,還是要透過材料及封測技術突破,才能做大這塊大餅。

這些異構整合的趨勢,主要建立在穿戴裝置、智能手機、5G、AI、網(wǎng)通設備對微型化的系統(tǒng)級封裝(SiP)需求持續(xù)揚升。

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

為確認各項不同元件整合在同一封裝中的品質,晶圓測試(CP) 會更受重視,而高頻RF測試介面的垂直探針卡需求將會成長;進到最后成品測試時,還會透過系統(tǒng)級測試(SLT)進行最后把關。由于測試時間拉長、且重要性提高,也為測試廠帶來龐大商機。

業(yè)者認為,透過與先進制程的晶圓代工廠緊密相連,臺灣封測廠未來在異構芯片整合,也會成為各大芯片倚重的重心,并避開與大陸價格戰(zhàn),開創(chuàng)新局。

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

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