先進(jìn)封裝時代來臨　可望成市場差異化指標(biāo)

　　半導(dǎo)體封裝技術(shù)在過去不受重視，直到近期才被視為設(shè)計流程的關(guān)鍵之一，也是實現(xiàn)摩爾定律的關(guān)鍵。據(jù)Semiconductor Engineering網(wǎng)站報導(dǎo)指出，傳統(tǒng)上封裝幾乎不曾是設(shè)計架構(gòu)的主要部分，而關(guān)鍵指標(biāo)則往往是價格與耐用程度。

　　然而，進(jìn)入28納米以下制程與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用當(dāng)中，封裝逐漸成為市場差異化指標(biāo)，一改過去平面式矽元件設(shè)計與制程規(guī)則，封裝也成為從初始概念到設(shè)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(dǎo)體傳統(tǒng)三大中柱技術(shù)是微影制程(Lithography)、電晶體設(shè)計以及材料。然而，微影技術(shù)要實現(xiàn)摩爾定律愈來愈困難，而封裝技術(shù)涉及新式材料與處理技術(shù)，晉升成第四大中柱。

　　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正從2D轉(zhuǎn)型3D技術(shù)制程，而系統(tǒng)級封裝(SiP)常是不可或缺的架構(gòu)，飛思卡爾(Freescale)、英特爾(Intel)、邁威爾(Marvell)等芯片制造商也都相繼導(dǎo)入此架構(gòu)。

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

　　顧問機(jī)構(gòu)Yole Developpement報告指出，2015年是電子裝置的新世代，也是先進(jìn)封裝技術(shù)進(jìn)入量產(chǎn)與功能路線圖的初始年。先進(jìn)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(wù)44%、市值約300億美元。

　　智能型手機(jī)與平板電腦是先進(jìn)封裝的主要市場，而伺服器、PC、游戲平臺、電視、機(jī)上盒(set-top box)、穿戴式裝置、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等應(yīng)用也可望利用先進(jìn)封裝技術(shù)優(yōu)勢。

　　Lam Research產(chǎn)品執(zhí)行副總Richard Gottscho也表示，先進(jìn)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(shù)市場。

　　今 日封裝產(chǎn)業(yè)、商用芯片等已知導(dǎo)入扇出型(fan-out)、2.5D、單體式(Monolithic)3D等新式封裝技術(shù)，然仍不是高度量產(chǎn)的市場，也尚 未發(fā)展出一套適合不同市場的標(biāo)準(zhǔn)制程經(jīng)驗。而所有廠商爭相尋找最佳標(biāo)準(zhǔn)制程，也使得芯片、電路板、系統(tǒng)之間的區(qū)隔界線愈來愈模糊。

　　高效能運(yùn)算與網(wǎng)路業(yè)者eSilicon正開發(fā)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(qū)動力。目前， eSilicon面對的最大挑戰(zhàn)是中介板(Interposer)封裝成本與提升良率。

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

　　同時，臺積電、Global Foundries、三星電子(Samsung Electronics)、中芯國際、聯(lián)電等晶圓代工大廠也都忙升級先進(jìn)封裝技術(shù)。鴻海富士康、美商捷普集團(tuán)(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(lǐng)域。

　　而每家廠商采用的技術(shù)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(shù)，將與適用消費(fèi)者市場的封裝技術(shù)大不同。

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

　　產(chǎn)業(yè)主要轉(zhuǎn)型趨勢從芯片層級拓展至系統(tǒng)層級，許多廠商正研發(fā)各式先進(jìn)封裝用的新式材料，包括有機(jī)中介板、復(fù)雜聚合物等等，以往不會被聯(lián)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(lián)合目標(biāo)是生產(chǎn)內(nèi)嵌式基板，且在四層式塑膠基板內(nèi)將芯片微縮至50μm薄度。

　　單體式3D技術(shù)可望是最低成本的量產(chǎn)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(yè)者以及像是賽靈思(Xilinx)等FPGA供應(yīng)商都將繼續(xù)追尋摩爾定律。目前為止，7納米制程已確認(rèn)在各家業(yè)者未來規(guī)劃藍(lán)圖當(dāng)中，而大家對5納米技術(shù)仍處觀望狀態(tài)。

　　制程微縮也愈來愈昂貴、耗時，新式封裝技術(shù)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(yīng)鏈廠商也開始提供解決方案，可驅(qū)使半導(dǎo)體未來數(shù)十年朝此趨勢發(fā)展。