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    先進封裝時代來臨 可望成市場差異化指標

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    先進封裝時代來臨 可望成市場差異化指標

            半導體封裝技術在過去不受重視,直到近期才被視為設計流程的關鍵之一,也是實現摩爾定律的關鍵。據Semiconductor Engineering網站報導指出,傳統上封裝幾乎不曾是設計架構的主要部分,而關鍵指標則往往是價格與耐用程度。

      然而,進入28納米以下制程與物聯網(IoT)應用當中,封裝逐漸成為市場差異化指標,一改過去平面式矽元件設計與制程規則,封裝也成為從初始概念到設計到制備等每一道制程都得注意的層面。

      Tirias Research分析師表示,半導體傳統三大中柱技術是微影制程(Lithography)、電晶體設計以及材料。然而,微影技術要實現摩爾定律愈來愈困難,而封裝技術涉及新式材料與處理技術,晉升成第四大中柱。

      半導體產業正從2D轉型3D技術制程,而系統級封裝(SiP)常是不可或缺的架構,飛思卡爾(Freescale)、英特爾(Intel)、邁威爾(Marvell)等芯片制造商也都相繼導入此架構。

      而部分市場的設計空間(Form Factor)受到功率預算(Power Budget)、封裝厚度、彈性等因素影響,系統級封裝已成必然趨勢。當互連較厚、距離縮短、接線較少時,功耗也將更低。

      顧問機構Yole Developpement報告指出,2015年是電子裝置的新世代,也是先進封裝技術進入量產與功能路線圖的初始年。先進封裝可減少成本、提升效能、整合功能,且至2020年也可望占所有封裝服務44%、市值約300億美元。

      智能型手機與平板電腦是先進封裝的主要市場,而伺服器、PC、游戲平臺、電視、機上盒(set-top box)、穿戴式裝置、物聯網(IoT)等應用也可望利用先進封裝技術優勢。

      Lam Research產品執行副總Richard Gottscho也表示,先進封裝將形塑一可觀的市場,且刺激高深寬比(high-aspect ratio)介電層蝕刻(dielectric etch)、原子層沉積(ALD) 、矽穿孔(TSV)蝕刻等技術市場。

      今 日先進封裝產業、商用芯片等已知導入扇出型(fan-out)、2.5D、單體式(Monolithic)3D等新式封裝技術,然仍不是高度量產的市場,也尚 未發展出一套適合不同市場的標準制程經驗。而所有廠商爭相尋找最佳標準制程,也使得芯片、電路板、系統之間的區隔界線愈來愈模糊。

    東芝考慮出售芯片部門部分股份 

      高效能運算與網路業者eSilicon正開發2.5D芯片,而eSilicon表示,2015年需求倍增,以高頻寬存儲器(HBM)市場需求為主要驅動力。目前, eSilicon面對的最大挑戰是中介板(Interposer)封裝成本與提升良率。

      而芯片封裝技術也可交由其他公司處理,許多大型專業委外封裝測試(Outsourced Assembly and Test;OSAT)廠商也透過各式手段開發更先進的納米技術與封裝技術,包括購并先進半導體制備器材等等。1454396494826943.jpg

      同時,臺積電、Global Foundries、三星電子(Samsung Electronics)、中芯國際、聯電等晶圓代工大廠也都忙升級先進封裝技術。鴻海富士康、美商捷普集團(Jabil)等電子制造公司也都正將觸手伸及印刷電路板(PCB)以外的領域。

      而每家廠商采用的技術都有著不同的市場目的,舉例來說,適用于汽車市場的封裝技術,將與適用消費者市場的封裝技術大不同。

      芯片的封裝方式,更會影響到芯片設計的其他層面,封裝內部小小的變化就足以大幅改變封裝系統的電子或溫度特性。封裝內部的材料有許多不同的拼裝方式,封裝內的特殊應用芯片(ASIC)、HBM、中介板以及封裝都有無限種組合方式,而重復使用的方式也有許多挑戰。

      產業主要轉型趨勢從芯片層級拓展至系統層級,許多廠商正研發各式先進封裝用的新式材料,包括有機中介板、復雜聚合物等等,以往不會被聯想在一起的公司也展開合作。

      日月光與日本TDK在2015年宣布共同成立日月旸電子股份有限公司(ASE Embedded Electronics Incorporated),聯合目標是生產內嵌式基板,且在四層式塑膠基板內將芯片微縮至50μm薄度。

      單體式3D技術可望是最低成本的量產解決方案,不過,屆時也得考量TSV基板可鉆入多少個洞、鉆洞速度以及鉆洞密度。

      英特爾、IBM等處理器業者以及像是賽靈思(Xilinx)等FPGA供應商都將繼續追尋摩爾定律。目前為止,7納米制程已確認在各家業者未來規劃藍圖當中,而大家對5納米技術仍處觀望狀態。

      制程微縮也愈來愈昂貴、耗時,新式封裝技術則是提升效能、降低功耗、改善面積、添增功能與能力的替代方案。愈來愈多供應鏈廠商也開始提供解決方案,可驅使半導體未來數十年朝此趨勢發展。


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