臺積電前高管投奔三星，強攻3D封裝

來源： 內(nèi)容由半導(dǎo)體芯聞（ID:MooreNEWS）編譯自businesskorea，謝謝。

據(jù)韓媒報道，三星電子聘請林俊成（音譯）擔(dān)任副總裁，林俊成是一位資深工程師，曾在三星代工業(yè)務(wù)的主要競爭對手臺積電工作了近 19 年。聘請 Lin 的目的是加快韓國芯片制造商積極投資的先進封裝技術(shù)的發(fā)展。

3月8日消息，據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，三星電子近日聘請Lin擔(dān)任半導(dǎo)體（DS）部門先進封裝業(yè)務(wù)團隊副總裁。林副院長今后將在本組織開展先進封裝技術(shù)的開發(fā)工作。

林副總為半導(dǎo)體封裝專家，1999年至2017年任職于臺積電，期間統(tǒng)籌臺積電申請美國專利450余項。Lin 因為臺積電目前擅長的 3D 封裝技術(shù)奠定基礎(chǔ)做出了貢獻。在加入臺積電之前，林還曾在美國存儲半導(dǎo)體公司美光科技工作。此外，在加入三星電子之前，Lin 曾擔(dān)任臺灣半導(dǎo)體設(shè)備公司 Skytech 的首席執(zhí)行官，積累了封裝設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)驗。

與臺積電和英特爾等全球半導(dǎo)體公司相比，三星電子的先進封裝投資有些晚。然而，自去年以來，這家韓國芯片制造商一直在積極建設(shè)封裝基礎(chǔ)設(shè)施并招募人才。去年，三星電子成立了一個由 DS 部門總裁 Kyung Kye-hyun 直接領(lǐng)導(dǎo)的先進封裝商業(yè)化工作組。今年，該工作組升級為先進封裝業(yè)務(wù)組，這是一個由副總裁 King Moon-soo 領(lǐng)導(dǎo)的常設(shè)組織。在聘請林副社長之前，三星電子從蘋果公司挖來了金宇平副社長，并任命他為美國包裝解決方案中心負責(zé)人，以加強人力資源。

此外，三星電子的晶圓代工部門從英特爾挖來了研究先進光刻工藝極紫外技術(shù)的副總裁李相勛。曾在全球最大芯片設(shè)計公司高通開發(fā)自動駕駛汽車半導(dǎo)體的Benny Katibian，也轉(zhuǎn)戰(zhàn)三星電子美國法人。此外，三星電子負責(zé)智能手機業(yè)務(wù)的MX部門執(zhí)行董事李鐘碩今年也從蘋果跳槽到三星電子。

三星電子資本支出，創(chuàng)歷史新高

2022年，三星電子的投資創(chuàng)下了約53萬億韓元的歷史新高。其中，超過 90% 僅集中在半導(dǎo)體行業(yè)。

根據(jù) 3 月 8 日發(fā)布的三星電子業(yè)務(wù)報告，這家韓國科技巨頭去年的設(shè)施投資總額為 531153 億韓元（402.459 億美元）。它比上一年的 48.2222 萬億韓元（365.271 億美元）增長了 10.1%，這是有史以來最高的投資額。

2022 年，三星電子投資 47.8717 萬億韓元（362.728 億美元），占總設(shè)施投資的 90.1%，用于擴建其半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施。特別是，僅在去年第四季度，它就執(zhí)行了 18.7696 萬億韓元（142.175 億美元）的投資。分析師稱，這是由于顯著增加了內(nèi)存生產(chǎn)投資，例如對韓國平澤市三四線的投資。盡管世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)低迷，但其半導(dǎo)體設(shè)備投資的39.2%都集中在內(nèi)存領(lǐng)域，這意味著三星電子在經(jīng)濟衰退的逆風(fēng)中加大了投資。

三星電子也決定將設(shè)施和研發(fā)投資維持在與過去相似的水平。為此，它最近從其子公司三星顯示器借了 20 萬億韓元（150 億美元）。

三星電子還大幅增加了對未來增長動力的研發(fā)投資。2022 年，其研發(fā)費用總計 24.9292 萬億韓元（18.8764 美元），比上年增長 10.3%。其研發(fā)費用占總銷售額的比例也從上年的8.1%上升至8.2%。

與此同時，包括美國在內(nèi)的美洲地區(qū)正迅速成為三星電子最大的銷售地區(qū)。這家韓國科技巨頭 2022 年在美洲的單獨銷售額為 65.9617 萬億韓元（499.462 億美元），比上年增長 13%。美洲地區(qū)銷售額占總銷售額的比重也達到了31.1%，比上年的29.2%上升了1.9個百分點。

另一方面，同期其在中國的銷售額從 59.7247 萬億韓元（452.235 億美元）下降 8.4% 至 54.6998 萬億韓元（414.171 億美元）。其在中國的銷售額占總銷售額的百分比從 29.9% 收縮至 25.8%。去年，三星電子在中國擁有 30 家子公司，低于 2020 年的 33 家。

三星關(guān)注芯片封裝投資

全球最大的內(nèi)存芯片制造商三星電子公司可能會加快對包括芯片封裝在內(nèi)的前沿技術(shù)的投資，芯片封裝可以防止半導(dǎo)體材料的物理損壞和腐蝕。

2 月 17 日，三星集團領(lǐng)導(dǎo)人李在镕在視察韓國忠清南道天安市和溫陽市的封裝業(yè)務(wù)現(xiàn)場時表示，全球最大的內(nèi)存芯片制造商應(yīng)該堅持其投資和人才培養(yǎng)計劃。在參觀三星顯示器牙山園區(qū)

10 天后，他又參觀了制造現(xiàn)場，該園區(qū)是顯示器部門位于同一省牙山市的主要工廠。

當(dāng)時，李在镕強調(diào)，該公司應(yīng)盡最大努力實現(xiàn)無與倫比的創(chuàng)新和競爭力，表明他將進一步擴大三星與全球同行之間的技術(shù)差距。 

周五參觀工廠時，三星電子執(zhí)行董事長回顧了芯片制造業(yè)務(wù)的中長期戰(zhàn)略，包括下一代半導(dǎo)體封裝技術(shù)及其研發(fā)。

他還要求三星主要高管積極投資人才和未來技術(shù)，包括半導(dǎo)體業(yè)務(wù)負責(zé)人 Kyung Kye-hyun、晶圓代工業(yè)務(wù)負責(zé)人 Choi Si-young 和系統(tǒng)大系統(tǒng)總裁 Park Yong-in。規(guī)模集成 (LSI) 事業(yè)部。

最終加工階段的關(guān)鍵技術(shù)

內(nèi)存芯片封裝是半導(dǎo)體器件制造的最后階段，用于保護芯片材料并將芯片連接到電路板。隨著谷歌有限責(zé)任公司和蘋果公司等全球科技巨頭提高芯片產(chǎn)量，先進封裝技術(shù)變得越來越重要。

市場觀察人士表示，三星將在芯片封裝領(lǐng)域進行積極投資。它在去年底成立了一個專門負責(zé)先進封裝業(yè)務(wù)的團隊，以加快該技術(shù)的發(fā)展。

臺積電在芯片封裝技術(shù)上勝過三星。這家臺灣半導(dǎo)體巨頭去年 7 月在日本筑波建立了一個集成電路研發(fā)中心，用于硅堆疊和先進封裝。

李在镕正在加快對半導(dǎo)體制造基地的訪問——自去年 10 月就任三星電子董事長以來，他已經(jīng)訪問了韓國的七家工廠。 

一位消息人士稱，該集團對地區(qū)工廠的投資不僅促進了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟，也促進了三星合作伙伴公司的業(yè)務(wù)。

三星加碼封裝，晶圓廠爭霸升級

據(jù)businesskorea報道，三星電子在其 DX 事業(yè)部的全球制造和基礎(chǔ)設(shè)施部門內(nèi)設(shè)立了測試和封裝 (TP) 中心。

據(jù)報道，三星全球制造和基礎(chǔ)設(shè)施部是負責(zé)與半導(dǎo)體生產(chǎn)和工廠運營相關(guān)的整個基礎(chǔ)設(shè)施的組織，包括氣體、化學(xué)、電力和環(huán)境安全設(shè)施。

借助該TP中心，三星希望能夠引領(lǐng)公司在半導(dǎo)體測試和封裝領(lǐng)域的激烈競爭中獲勝。近來，封測已成為決定半導(dǎo)體業(yè)務(wù)競爭力的關(guān)鍵因素。臺積電和英特爾也在大力投資新的半導(dǎo)體封裝技術(shù)，例如異構(gòu)組合。臺積電計劃在臺灣建立新的半導(dǎo)體封裝廠，并在日本建立研發(fā)中心。英特爾還將分別在馬來西亞和意大利投資 70 億美元（約合 8.63 萬億韓元）和 80 億歐元（約合 10.85 萬億韓元）建設(shè)封裝工廠。

三星也在尋求加強其封裝能力。2015 年，該公司將蘋果的 iPhone 應(yīng)用處理器 (AP) 生產(chǎn)訂單輸給了開發(fā)扇出晶圓級封裝 (FO-WLP) 技術(shù)的臺積電。三星從這次經(jīng)歷中吸取了重要的教訓(xùn)，此后一直尋求增強其包裝能力。

Gartner 預(yù)測，半導(dǎo)體封裝市場預(yù)計將從 2020 年的 488 億美元增長到 2025 年的 649 億美元。

新一代2.5D先進封裝，三星推出H-Cube解決方案

2021年11月，三星推出了全新2.5D封裝解決方案H-Cube（Hybrid Substrate Cube，混合基板封裝），專用于需要高性能和大面積封裝技術(shù)的高性能計算（HPC）、人工智能（AI）、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等領(lǐng)域。

“H-Cube是三星電機（Samsung Electro-Mechanics, SEMCO） 和 Amkor Technology公司共同開發(fā)的成功案例。該封裝解決方案適用于需要集成大量硅片的高性能芯片”，三星電子晶圓代工市場戰(zhàn)略部高級副總裁Moonsoo Kang表示，“通過擴大和豐富代工生態(tài)系統(tǒng)，我們將提供豐富的封裝解決方案，幫助客戶突破挑戰(zhàn)?！?/p>

“現(xiàn)如今，在對系統(tǒng)集成要求日益提升、大型基板供應(yīng)困難的情況下，三星晶圓代工廠和Amkor Technology公司成功地聯(lián)合開發(fā)了H-Cube（Hybrid Substrate Cube，混合基板封裝）技術(shù)，以應(yīng)對挑戰(zhàn)。H-Cube降低了HPC/AI市場的準入門檻，晶圓代工廠和OSAT（Outsourced Semiconductor Assembly and Test）公司之間的合作也很成功?！盇mkor Technology全球研發(fā)中心高級副總裁JinYoung Kim表示。

2.5D封裝技術(shù)，通過硅中介層把邏輯芯片和高帶寬內(nèi)存芯片集成于方寸之間。三星H-CubeTM封裝解決方案，通過整合兩種具有不同特點的基板：精細化的ABF（Ajinomoto Build-up Film，味之素堆積膜）基板，以及HDI（High Density Interconnection，高密度互連）基板，可以進一步實現(xiàn)更大的2.5D封裝。

隨著現(xiàn)代高性能計算、人工智能和網(wǎng)絡(luò)處理芯片的規(guī)格要求越來越高，需要封裝在一起的芯片數(shù)量和面積劇增，帶寬需求日益增高，使得大尺寸的封裝變得越來越重要。其中關(guān)鍵的ABF基板，由于尺寸變大，價格也隨之劇增。

特別是在集成6個或以上的HBM的情況下，制造大面積ABF基板的難度劇增，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。我們通過采用在高端ABF基板上疊加大面積的HDI基板的結(jié)構(gòu)，很好解決了這一難題。

通過將連接芯片和基板的焊錫球的間距縮短35%，可以縮小ABF基板的尺寸，同時在ABF基板下添加HDI基板以確保與系統(tǒng)板的連接。

此外，通過三星專有的信號/電源完整性分析，即便在集成多個邏輯芯片和HBM的情況下，H-Cube也能穩(wěn)定供電和傳輸信號，而減少損耗或失真，從而增強了該解決方案的可靠性。

三星重估先進封裝策略

積電今年資本支出拉高至400至440億美元除全力提升制程技術(shù)與產(chǎn)能外，臺積電也積極布局先進封測領(lǐng)域，甚至傳出有意前往嘉義設(shè)封測廠，力拼提供客戶一條龍服務(wù)。反觀，韓媒披露，三星內(nèi)部將重新評估設(shè)立先進封裝扇出型晶圓級封裝（FOWLP）產(chǎn)線的計劃，最主要原因是，即使該產(chǎn)線建置完成，目前三星并沒有可靠的大客戶能確保產(chǎn)能，可能導(dǎo)致封裝產(chǎn)線使用率低落。

《TheElec》報導(dǎo)，消息人士指出，三星原本打算在天安市投資2000億韓元，建立先進封裝扇出型晶圓級封裝（FOWLP）產(chǎn)線，并將技術(shù)運用在旗下Exynos系列的處理器生產(chǎn)上，但近期的高層會議卻對此事提出質(zhì)疑。

報導(dǎo)指出，高層們認為，即使建立出一條FOWLP生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線并無法獲得充分利用，主因是目前沒有可靠的大客戶，可以保證對封裝產(chǎn)線的需求。此外，主要潛在客戶三星移動（Samsung Mobile）與高通（Qualcomm）的接受度也不高。

此外，客戶們認為，使用傳統(tǒng)PoP封裝技術(shù)就能提高處理器的性能，且整體成本也低于FOWLP封裝，導(dǎo)致目前客戶并沒有太大興趣。不僅如此，三星天安工廠現(xiàn)有的PLP生產(chǎn)線也沒有達到三星預(yù)期，目前該產(chǎn)線主要用在Galaxy Watch系列等智能手表的芯片封裝。

目前三星內(nèi)部仍未對此計劃做出最終決定，而若該計劃順利進行，會先用于最近推出的Exynos 2200行動處理器的后續(xù)產(chǎn)品，且消息人士也認為，無論如何，三星仍會尋求擴大FOWLP的生產(chǎn)技術(shù)。

先進封裝：誰是贏家？誰是輸家？

近年來，因為傳統(tǒng)的晶體管微縮方法走向了末路，于是產(chǎn)業(yè)便轉(zhuǎn)向封裝尋求提升芯片性能的新方法。例如近日的行業(yè)熱點新聞《打破Chiplet的最后一道屏障，全新互聯(lián)標準UCIe宣告成立》，可以說把Chiplet和先進封裝的熱度推向了又一個新高峰？

那么為什么我們需要先進封裝呢？且看Yole解讀一下。

為什么我們需要高性能封裝？

隨著前端節(jié)點越來越小，設(shè)計成本變得越來越重要。高級封裝 (AP) 解決方案通過降低成本、提高系統(tǒng)性能、降低延遲、增加帶寬和電源效率來幫助解決這些問題。

高端性能封裝平臺是 UHD FO、嵌入式 Si 橋、Si 中介層、3D 堆棧存儲器和 3DSoC。嵌入式硅橋有兩種解決方案：臺積電的 LSI 和英特爾的 EMIB。對于Si interposer，通常有臺積電、三星和聯(lián)電提供的經(jīng)典版本，以及英特爾的Foveros。EMIB 與 Foveros 結(jié)合產(chǎn)生了 Co-EMIB，用于 Intel 的 Ponte Vecchio。同時，3D 堆棧存儲器由 HBM、3DS 和 3D NAND 堆棧三個類別表示。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、高性能計算和自動駕駛汽車正在推動高端性能封裝的采用，以及從技術(shù)角度來看的演變。今天的趨勢是在云、邊緣計算和設(shè)備級別擁有更大的計算資源。因此，不斷增長的需求正在推動高端高性能封裝的采用。 

高性能封裝市場規(guī)模？

據(jù)Yole預(yù)測，到 2027 年，高性能封裝市場收入預(yù)計將達到78.7億美元，高于 2021 年的27.4億美元，2021-2027 年的復(fù)合年增長率為 19%。到 2027 年，UHD FO、HBM、3DS 和有源 Si 中介層將占總市場份額的 50% 以上，是市場增長的最大貢獻者。嵌入式 Si 橋、3D NAND 堆棧、3D SoC 和 HBM 是增長最快的四大貢獻者，每個貢獻者的 CAGR 都大于 20%。

由于電信和基礎(chǔ)設(shè)施以及移動和消費終端市場中高端性能應(yīng)用程序和人工智能的快速增長，這種演變是可能的。高端性能封裝代表了一個相對較小的業(yè)務(wù)，但對半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，因為它是幫助滿足比摩爾要求的關(guān)鍵解決方案之一。

誰是贏家，誰是輸家？

2021 年，頂級參與者為一攬子活動進行了大約116億美元的資本支出投資，因為他們意識到這對于對抗摩爾定律放緩的重要性。

英特爾是這個行業(yè)的最大的投資者，指出了35億美元。它的 3D 芯片堆疊技術(shù)是 Foveros，它包括在有源硅中介層上堆疊芯片。嵌入式多芯片互連橋是其采用 55 微米凸塊間距的 2.5D 封裝解決方案。Foveros 和 EMIB 的結(jié)合誕生了 Co-EMIB，用于 Ponte Vecchio GPU。

英特爾計劃為 Foveros Direct 采用混合鍵合技術(shù)。 臺積電緊隨其后的是 30.5億美元的資本支出。在通過 InFO 解決方案為 UHD FO 爭取更多業(yè)務(wù)的同時，臺積電還在為 3D SoC 定義新的系統(tǒng)級路線圖和技術(shù)。

其 CoWoS 平臺提供 RDL 或硅中介層解決方案，而其 LSI 平臺是 EMIB 的直接競爭對手。臺積電已成為高端封裝巨頭，擁有領(lǐng)先的前端先進節(jié)點，可以主導(dǎo)下一代系統(tǒng)級封裝。

三星擁有類似于 CoWoS-S 的 I-Cube 技術(shù)。三星是 3D 堆棧內(nèi)存解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者之一，提供 HBM 和 3DS。其 X-Cube 將使用混合鍵合互連。

ASE 估計為先進封裝投入了 20 億美元的資本支出，是最大也是唯一一個試圖與代工廠和 IDM 競爭封裝活動的 OSAT。憑借其 FoCoS 產(chǎn)品，ASE 也是目前唯一具有 UHD FO 解決方案的 OSAT。

其他OSAT 不具備在先進封裝競賽中與英特爾、臺積電和三星等大公司并駕齊驅(qū)的財務(wù)和前端能力。因此，他們是追隨者。