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台積電與日本Ibiden等20家公司合作先進封裝技術

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2021年7月22日

圖、台積電與日本Ibiden等20家公司合作先進封裝技術
 
據日韓媒體最近報導,台積電決定在日本投資,其中日本封裝基板第一大公司 Ibiden(挹斐電) 扮演關鍵角色。 由於,半導體 3D 封裝以及微製造技術的競爭正在升溫,吸引越來越多的公司增加在封裝領域的投資或進行合作。據說,封裝能力將決定半導體公司 10 年後在產業的排名,而且摩爾定律延續就依賴 3D 封裝技術。
 
在 2010 年之前,封裝為半導體製程後端技術,被認為不如製程前端技術重要。當時,封裝的作用僅限於保護晶片和基材連接。但 2016 年時開始有了改變,蘋果選擇了台積電取代三星作為應用處理器代工夥伴。當時,台積電以扇出型晶圓級封裝技術(Fan-Out Wafer Level Packaging;FOWLP),成功將晶片的厚度減少了 20%,並將速度提高了 20%
 
事實上,台積電已經是封裝產業的第三或第四大企業。它與日本的合作是因為封裝產業變得越來越複雜,新技術的發展非常迅速,其中包括可以堆疊不同用途晶片的矽穿孔技術(TSV)和用於晶片組合的系統級封裝(SiP)。特別是,汽車電子和伺服器晶片需要大尺寸的封裝產品,用於減小尺寸的扇出式晶圓級封裝技術並不是符合最佳需求。
 
市場傳出,台積電正試圖利用 Ibiden 擅長的覆晶球柵陣列(FC-BGA)技術來克服限制。FC-BGA 是將晶片連接到基板表面上以取代既有排列方式,對大尺寸面積的封裝很有利。台積電與 Ibiden 合作可以為供應取得優先,因為 FC-BGA 封裝正面臨全球供應不足。此外,日本擁有豐田和本田等汽車製造商,對車用晶片的需求很高。台積電正計劃投資 200 億日元(約 1.8 億美元)在日本設立研發中心,並在東京大學設立另一個研發中心。而事實上,看好 IC 基板需求旺,Ibiden 已於今年(2021) 4 月砸 1,800 億增產,計畫對旗下河間事業場(岐阜縣大垣市河間町)增產高性能 IC 封裝基板,工程預計於 2023 年度完工量產。
 
其實,台積電董事長劉德音於(2021.7.15)第二季法說會表示,台積電在日本 3DIC 材料研究中心整合台積電的 3DIC 技術與日本 20 家載板公司合作因應日本 HPC 需求,這正是呼應台積電在日本與 Ibiden 合作設立先進封裝廠的可能性。

至於未來是否在日本大量製造或設晶圓廠,劉德音表示目前在進行 DD 盡職調查階段。日經亞洲(Nikkei Asia)引述知情人士報導,台積電計劃在九州熊本縣興建在日本首座晶圓廠,目前正在做最終決定,最快2023年投產,月產4萬片28奈米晶圓,主要生產圖像感測器供應日商索尼。所以,不排除他們未來合作的可能性。

 
根據韓媒報導,三星電機(Samsung Electro-Mechanics)於 2018 年開發了面板級封裝,與台積電的扇出式晶圓級封裝形成競爭。面板級封裝良率超過 95%,晶片和主板可以直接連接,不需要半導體封裝基板。三星電機的業務部門在 2019 年成為三星電子(Samsung Electronics)的一部分,三星電子對該技術進行了改進,以便進一步利用。此外,三星電子還開發了其他新技術,如垂直邏輯-SRAM堆疊以及包含一個邏輯晶片和四個高頻寬記憶體晶片的封裝。三星電機持續專注於封裝領域,計劃生產用於伺服器以及手機和個人電腦的半導體封裝基材。
 
美國企業方面,英特爾(Intel)投資 35 億美元,在新墨西哥州的 Rio Rancho 建造半導體封裝設施。蘋果(Apple)最近公佈了其 M1 處理器-記憶體整合封裝的技術。美國政府也在今年(2021)5 月編列 105 億美元的相關研發預算。(886字;圖1)
 
 
參考資料:
TSMC to Invest in Japan. Business Korea, 2021/7/19.
劉德音:對企業而言,地緣政治是挑戰。科技產業資訊室(iKnow),2021/7/19。
日本力邀台積電赴日建廠 去或不去?科技產業資訊室(iKnow),2021/1/7。
敲定!台積電投資1.86億美元赴日設立3DIC材料研發中心。科技產業資訊室(iKnow),2021/2/17。 



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