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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

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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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