台積電獨吞 iPhone 訂單的祕密!這 5 家公司搶卡位台積電先進封裝隊

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 03 日 10:00 | 分類 Apple , Samsung , 封裝測試 Telegram share ! follow us in feedly


台積電和三星於先進封裝的戰火再起。

2020 年,三星推出 3D 封裝技術品牌 X-Cube,宣稱在 7 奈米晶片可直接堆上 SRAM 記憶體,企圖在先進封裝拉近與台積電的距離。幾天之後,台積電總裁魏哲家現身,宣布推出自有先進封裝品牌 3D Fabric,台積電最新的 SoIC(系統整合晶片)備受矚目。

時間拉回 2015 年,三星和台積電分頭生產蘋果 iPhone 使用的 A9 處理器;三星是全球記憶體龍頭,拿出 14 奈米技術生產晶片,台積電用的是 16 奈米和 InFO 封裝技術。結果,網友發現,三星版晶片續航力不如台積電版,從此台積電年年獨吞 iPhone 處理器訂單。

台積電獨吞 iPhone 處理器訂單的祕密

過去 4 年,台積電利用先進封裝爭到的商機,遠不只 iPhone 處理器,像 2020 年股價狂飆的 AMD(超微),最新版晶片就用上先進封裝技術。打開 AMD 最新處理器,能看到用 7 奈米製造的核心晶片,外圍單位則是用 14 奈米製造,再利用先進封裝組成一顆晶片;透過這種方法,AMD 只要增加晶片上的核心晶片數量,就能快速提高晶片性能,市占率也因此不斷提升。

此外,富士通開發的超級電腦晶片、Nvidia(輝達)的特斯拉繪圖晶片、博通的下一代 AI 晶片、賽靈思的 FPGA 晶片,全都是台積電先進封裝的客戶。

台積電最新的 SoIC 威力更強。根據台積電的公開資訊,這項技術可以任意組合各種不同製程的晶片,除了記憶體,甚至還能直接把感測器一起封裝在同一顆晶片內。未來當你拍下一張照片,影像從接收、儲存到辨識影像,過去一個電腦系統才能完成的事,有可能用一顆晶片就能完成。根據台積電公布的資料,台積電的 SoIC+ 封裝技術,線路密度會是 2.5D 晶圓封裝的 1 千倍。

業界人士透露,未來蘋果會用更多先進封裝服務,蘋果的 M1 晶片 2020 年是用傳統的 BGA 封裝,2021 年會改用晶圓級封裝;因此,台積電雖然現在已經有 4 座先進封裝廠,卻還積極在苗栗興建新廠。隨著先進封裝的崛起,一條新的產業鏈也因此浮現,以下幾家公司會是台積電先進封裝隊的成員。

精材接收台積電晶圓級測試業務

隊員 1:精材。精材團隊研究先進封裝多年,過去精材的主要業務之一,就是把影像感測器與邏輯 IC,利用晶圓級封裝製成一顆 IC。不過,2020 年下半年開始,精材會扮演台積電體系晶圓級測試廠的角色,原有的影像感測先進封裝業務將逐漸縮小,外界傳出,台積電將把毛利較低的晶圓級測試業務交給精材,由第 3 方將設備移轉給精材,精材則負責營運及管理。

「蘋果希望降低成本,台積電希望拉高毛利率,精材因此成為最佳選擇。」業界人士透露,精材近期股價震盪,因為市場對 2021 年精材是否會有新訂單,看法不一。2020 年精材前 11 個月的營收已創下成立 17 年以來的歷史新高。

隊員 2:南電。先進封裝帶來的產業改變,除了影響封測業,也對 PCB(印刷電路板)廠帶來重要影響,南電就是最佳代表。

一位封測業者觀察,當台積電剛開始推出先進封裝時,由於這種技術可以把分布在 PCB 板上的好幾顆晶片,直接整合進一顆晶片,「南電一整條 PCB 產線就不見了!」

但是,先進封裝也是 PCB 業者的機會,因為在先進封裝技術裡,還是要把晶片放在高精密度的載板上,才能讓晶片連上實體線路。「如果以前的 PCB 電路是平面道路,載板就是立體高架道路。」產業人士分析,載板的製造要求愈來愈接近半導體,在最精密的載板上,線路寬度已經只剩下幾個微米,在一片指甲大小的載板上,要能容納成千上萬的線路。

因此,先進封裝風行的證據之一,就是 ABF 載板供不應求,這種材料符合當前對高頻通訊、高速運算的需求,才能承擔連接昂貴晶片的任務。「高階的 ABF 載板,良率幾乎是零。」業界人士透露,因此台積電、力成都緊盯著載板廠的生產進度。一家封測廠高層就表示:「載板的供應狀況,現在直接影響先進封裝產能。」

南電、欣興載板缺貨潮下的大贏家

ABF 大缺貨,南電的獲利狀況也跟著起飛;2019 年第 3 季,南電毛利率只有 3%,2020 年第 3 季卻上升到 14%。法說會時南電也表示,過去載板是日本較有優勢,但是現在 ABF 載板產業鏈正在轉移,台灣由於在晶圓製造、封裝市占率都是全球第一,台廠製造載板自然更有優勢。

南電 2020 年的資本支出,四分之三用在 ABF 等載板,2020 年底南電昆山廠將完成 ABF 產線擴建。此外,系統級封裝(SiP)應用層面增加,像 AirPods 無線耳機,以及 5G 帶動的天線模組封裝需求,也讓 BT 載板需求也跟著增加。

隊員 3:欣興。欣興是全球 ABF 載板最大供應商。幾年前,業界對 ABF 載板發展看法不同,生產這種載板不只投資大,技術也有一定難度,但欣興在董事長曾子章要求下,積極擴張 ABF 產能,因此成為這一波缺貨潮中的勝利者。

現在,欣興早已是英特爾、台積電重要的策略夥伴。英特爾等大廠會跟欣興等供應商合作生產,特製載板只能供旗下產品專用,在產能吃緊時,這種作法才能確保供貨,載板廠的重要性可見一斑。

隊員 4:弘塑。台灣在先進封裝的發展,也給了本土設備和材料廠新的發展機會。過去,半導體製程中的設備和材料,要求較一般電子製程高,多半是外商天下,但這一次台積電等公司發展先進封裝時,為了加速推進研發製程,也會給在地廠商機會。由於台積電製程研發多半採 A、B 兩組競爭,找到願意全力配合的廠商,對研發時程也很有幫助。

弘塑就是成功在台積電先進封裝供應鏈卡位的台灣公司。

▲ 先進封裝是台灣半導體設備和材料廠的新機會。(Source:台積電

弘塑、長興設備材料黏住護國神山

業界人士分析,弘塑在先進封裝清洗用的設備和材料成功打進台積電,由於先進封裝過程會釋出大量雜質,就要依賴弘塑的清洗機台,用高壓幫浦推動水柱清潔晶圓表面,或是將超純水霧化,深入晶圓的每個縫隙吸附雜質。2019 年,弘塑也開發出 3D IC 用的蝕刻機台,以及封裝用的去光阻液,擴大在先進封裝的市占率。

隊員 5:長興化工。由於材料占先進封裝成本三成以上,加上貿易戰讓半導體產業鏈對在地供應要求提高,台積電有意和台灣在地特用化學廠商加強合作,長興化工過去多年在 PCB 用光阻等材料擁有重要地位,也開發出 3D IC 封裝用材料 Mold Under Fill,過去這塊市場一直是美日廠商的天下,能提供的廠商屈指可數,但長興開發出高流動性的封裝材料,已打進台積電封裝供應鏈。

(本文由 財訊 授權轉載;首圖來源:shutterstock)