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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