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美祭出國家先進封裝製造計畫 凸顯高階封測重要性

關鍵字：先進封裝；晶圓代工；IDM；CoWoS；摩爾定律；AI晶片；HPC；整合型扇出封裝(InFO)；異質整合；
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科技產業資訊室 (iKnow) - 劉佩真 發表於 2023年12月12日
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圖、美祭出國家先進封裝製造計畫 凸顯高階封測重要性
 
2023年11月下旬美國政府宣佈“國家先進封裝製造計畫”，預計將投入約30億美元補貼資金用於晶片先進封裝行業，成為「晶片與科學法案」的首項研發投資計畫，主要是美方欲提高美國半導體在先進封裝市場的佔比，藉此建立完整的上中下游半導體供應鏈，並維護其供貨可呈現安全穩定的狀態。在此情況下，Apple擴大與Amkor在美國先進封裝方面的合作夥伴關係，特別是成為亞利桑那州皮奧里亞Amkor新工廠的首發大客戶，也等同台積電亞利桑納州廠量產的Apple晶片將就近由Amkor進行封裝。
 
HPC應用驅動先進封裝市場規模快速擴展，使得2022~2028年先進封裝市場規模的年複合成長率將明顯高於傳統封裝
有鑑於2022~2023年以來高速運算、人工智慧、5G等終端應用領域的持續驅動，加速對於先進製程的需求，不過以尺寸微縮為主線的摩爾定律發展卻放緩，特別是22奈米製程節點以下晶片的設計和製造成本呈指數級增加，傳統封裝型態已不敷使用，反觀先進封裝透過增加I/O觸點數量及傳輸速率提升晶片整體性能，成為突破當前瓶頸的關鍵技術之一，故藉由Yole的資料預測可知，2028年全球先進封裝市場規模將可成長至786億美元，總計2022~2028年年複合成長率10.6%將遠高於傳統封裝3.2%的水準，而且預測2028年全球先進封裝規模占總封裝市場之比重將由2022年的47%增加至58%。
 
值得一提的是，隨著電子產品朝向高效能、高整合度、低功耗等元件規格趨勢發展，半導體廠將不再只是遵循摩爾定律發展，2.5D IC、3D IC將成為未來先進封測主要的發展趨勢，其中又以2.5D CoWoS架構得以整合先進邏輯IC和高頻寬記憶體，適用於AI、機器學習和數據中心等HPC應用最受市場矚目，特別是面對人工智慧應用熱潮，發展高效能運算晶片已成趨勢，為提升晶片效能，Nvidia、AMD、Intel等也皆致力於導入先進封測。
 
由於先進封裝成為後摩爾定律時代晶片性能提升的關鍵之一，因此吸引全球半導體製造與封測領導廠商競相進行佈局
有鑑於看好未來先進封裝技術發展的潛力，以及將成為晶圓代工或IDM廠搶奪訂單客戶的最大利器，可提供完整解決方案，故台積電、Inte、Samsung等全球半導體領導型廠商均大力發展先進封裝或相關關鍵技術，其中台積電為現階段國際市場先進封裝技術的佼佼者，況且基板上晶圓上晶片封裝(CoWoS)是當前AI及高性能晶片的主流選擇，此部分也使得台積電不斷擴充CoWoS封裝產能。事實上，台積電除了在前段晶圓製造積極擴先進製程產能外，後段先進封裝3DFabric平台布局同步推進，其中涵蓋CoWoS、整合型扇出封裝(InFO)、以及台積電系統整合晶片(TSMC-SoIC)等多種3DFabric平台的先進封裝技術，協助完成異質和同質晶片整合，並持續擴展由3D IC矽堆疊及先進封裝技術組成的完備3DFabric系統整合解決方案。
 
至於Intel則是推出EMIB、Foveros和Co-EMIB等先進封裝技術以實現互連頻寬倍增與功耗減半的目標；Samsung祭出FOPLP技術，在大面積的扇出型封裝上進一步降低封裝體的剖面高度、增強互連頻寬、壓縮單位面積成本；顯然由於先進封裝成為後摩爾定律時代晶片性能提升的關鍵之一，畢竟技術組合與生態系推進異質整合封裝革新，且次世代封裝提升晶片運算效能與傳輸速率，因此吸引全球半導體領導廠商競相進行佈局，成為先進製程以外另一個重要的戰局。(1215字；圖1)

作者資訊：
劉佩真 台經院產經資料庫總監、APIAA理事


參考資料：
封裝引領—綠色並進—半導體封測永續經營之道。工研院產科國際所，2023/10/30。
Amkor建美國最大先進封裝廠 蘋果為首家大客戶。Money DJ，2023/12/01。
封測夥伴力挺 Amkor計畫投資20億美元 亞利桑那蓋廠。經濟日報，2023/12/02。
Amkor亞利桑那設封裝廠  可望補上台積在美不足。電子時報，2023/12/04。
Mac Pro美國製造之後  晶片SiP封裝也要跟進。電子時報，2023/12/04。


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