小晶片技術和先進封裝兵家必爭,中國繞道搶進高階晶片

作者 | 發布日期 2021 年 11 月 21 日 11:59 | 分類 晶片 Telegram share ! follow us in feedly


半導體摩爾定律面臨物理極限,能讓晶片再微縮、運算效能再提升的小晶片(Chiplet)和先進封裝技術,已成為全球半導體晶片設計、製造、封測大廠積極強攻的兵家必爭之地。

專家指出,中國半導體產業也有意透過布局先進封裝「繞道超車」,在高階晶片微縮技術應用搶占橋頭堡,同時扶持先進封裝關鍵材料和設備等,欲擺脫美國對中國半導體先進製程「卡脖子」的阻礙。

小晶片技術(Chiplet)被半導體業界視為超越摩爾定律物理極限的關鍵技術,小晶片技術透過同質整合(homogeneous Integration)和異質整合(heterogeneous Integration),把多顆處理器引擎、記憶體、射頻元件、電源管理晶片、光學元件、聲學元件、感測元件等整合在一顆小晶片的晶片網絡。而小晶片技術得以發揮的關鍵,在於先進封裝。

晶圓代工廠台積電資深副總經理秦永沛分析,摩爾定律包括晶片微縮和增加運算效能兩大精神,其中晶片微縮透過奈米先進製程技術,但先進製程技術即將面臨瓶頸,但半導體後段的先進晶圓級封裝技術,可以再提升晶片運算速度並降低功耗,先進封裝技術是延續摩爾定律的另一條途徑。

手機晶片設計大廠聯發科副總經理高學武也指出,傳統基板封裝演進朝向先進晶圓級封裝,可讓高階晶片持續微縮,聯發科積極與客戶合作布局先進封裝,讓摩爾定律發揮到極致、甚至超過摩爾定律。

工研院產業科技國際策略發展所研究總監楊瑞臨分析,包括台積電、英特爾(Intel)、超微(AMD)、三星電子(Samsung)等晶片大廠和晶圓代工廠,以及半導體後段專業委外封測代工(OSAT)大廠包括日月光投控、力成等,已布局可讓晶片達到再微縮效果的先進封裝技術,目前各大廠擁有自己的先進封裝技術和相關專利,技術路線多元且分歧,目前正處於「各自登山」的狀態,尚未有「大一統」的結果。

他引述市場調查研究機構數據預期到 2025 年、甚至在 2025 年之前,先進封裝占全球整體封裝市場規模比重可超過50%,超越打線封裝(WB)和覆晶封裝(Flip Chip)等傳統封裝比重。

值得注意的是,台積電與日本索尼(Sony)半導體在 11 月上旬共同宣布,將在日本熊本市合資設立 JASM,採用 22 奈米及 28 奈米製程提供專業積體電路製造服務。楊瑞臨分析,索尼也擁有自主的先進封裝技術,未來台積電和索尼合資的 JASM,不排除也會布局先進封裝領域。

中國在先進封裝技術也沒有缺席。楊瑞臨表示,受到美中科技戰影響,中國在半導體先進製程技術受到阻礙,不過中國有意透過布局先進封裝「繞道超車」,在高階晶片微縮技術應用搶占橋頭堡。

他以中芯國際(0981.HK)為例指出,外界先前揣測中芯國際輕視先進封裝技術發展、讓蔣尚義萌生退意辭去中芯執行董事一職,可能有誤。整體觀察,中芯國際正積極布局先進封裝技術,其中關鍵人物、中國科學院院士劉明仍列為中芯國際獨立非執行董事之一,正是顯例。

楊瑞臨預期,中芯國際將攜手也是中國封測大廠的江蘇長電(600584.SH),合作發展先進封裝技術,同時扶持先進封裝關鍵材料和設備等產業;透過布局先進封裝,擺脫美國對中國半導體先進製程「卡脖子」的阻礙。

楊瑞臨指出,由於先進封裝技術對於晶片再微縮扮演關鍵角色,未來小晶片技術和異質整合封裝等專利和營業機密,將成為全球半導體晶片設計、晶片造、晶圓代工、後段封測大廠的兵家必爭之地。

(作者:鍾榮峰;首圖來源:pixabay