為應(yīng)對摩爾定律的放緩,全球最大的芯片生產(chǎn)巨頭臺積電正在與谷歌等美國科技企業(yè)合作,以開發(fā)一種新的半導(dǎo)體封裝技術(shù)。新的架構(gòu)通過將不同類型的芯片堆疊,能夠使得芯片組變得小而強大。
芯片封裝是半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過程中的最后一個步驟,傳統(tǒng)而言,它對技術(shù)的要求不如芯片制造的其他工序高。但現(xiàn)在芯片封裝正在成為行業(yè)新的戰(zhàn)場。
臺積電近期透露,公司正在使用一種命名為SoIC的3D堆疊技術(shù)來對芯片進行垂直和水平層面的封裝。通過這種技術(shù),可以將多種不同類型的芯片(例如處理器,內(nèi)存和傳感器)堆疊并連接到同一個封裝中,從而使得整個芯片組更小,功能更強大,而且功耗更低。
根據(jù)研究機構(gòu)Yole Development的數(shù)據(jù),全球先進芯片封裝產(chǎn)業(yè)2019年的規(guī)模達到290億美元,預(yù)計2019年至2025年之間的復(fù)合年增長率為6.6%,到2025年將達到420億美元的規(guī)模。該研究機構(gòu)還表示,在所有細分市場中,3D堆疊封裝將在同一時期內(nèi)以25%的速度增長,成為增長最快的細分領(lǐng)域。
據(jù)日經(jīng)新聞報道,谷歌和AMD將成為臺積電的這種全新封裝架構(gòu)的首批客戶,并正在幫助臺積電對新的芯片進行測試和認證。
臺積電于2016年正式進入芯片封裝業(yè)務(wù),幫助蘋果iPhone開發(fā)更強大的芯片處理器和存儲芯片的封裝。伯恩斯坦研究公司(Bernstein Research)的研究分析顯示,直到今年,臺積電的大部分芯片封裝收入仍來自蘋果。
此外,幾乎全球所有的主要芯片開發(fā)商都是臺積電的客戶。臺積電為包括蘋果,華為,谷歌,高通,英偉達和博通等芯片開發(fā)商代工生產(chǎn)芯片。
主要服務(wù)于高端芯片廠商
通過推出全新的SoIC技術(shù),臺積電有望將高端客戶納入其芯片封裝的生態(tài)系統(tǒng)中,這是因為需要高端芯片的客戶更愿意測試新技術(shù)。比如蘋果,谷歌,AMD和英偉達等芯片開發(fā)巨頭都在競爭最高端的芯片市場。
根據(jù)臺積電上個月公布的財報,公司預(yù)計包括先進封裝和測試在內(nèi)的后端服務(wù)收入將在未來幾年內(nèi)以略高于公司平均水平的速度增長。2019年臺積電來自芯片封裝和測試服務(wù)的收入達到28億美元,約占其總收入346.3億美元的8%。
全球最大的兩個半導(dǎo)體制造商三星和英特爾也正在押注下一代芯片堆疊技術(shù)。但是與為眾多芯片設(shè)計商服務(wù)的臺積電不同,英特爾和三星主要生產(chǎn)供自己使用的芯片。不過三星也在積極擴大其代工業(yè)務(wù),并將高通和英偉達視為主要客戶,這可能導(dǎo)致三星與臺積電有更直接的競爭。
“這些新的芯片堆疊技術(shù)需要先進的芯片制造專業(yè)知識以及大量計算機模擬來實現(xiàn)精確的堆疊,因此傳統(tǒng)的芯片封裝供應(yīng)商很難介入?!鄙盥斨悄苈?lián)合創(chuàng)始人吳耿源對第一財經(jīng)記者表示。此前,臺積電芯片封裝服務(wù)大部分外包給了日月光、Amkor和Powertech以及中國的長江電子、通富微電和天水華天等廠商。
前段的晶圓制造廠商之所以能夠跨入后段封測,主要的驅(qū)動力來自于高端客戶對芯片性能需求?!跋噍^于傳統(tǒng)的后段封測行業(yè),前段晶圓級別封測,更具有掌握終端客戶需求的優(yōu)勢?!鼻爸行緡H市場部高管,深聰智能聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO吳耿源對第一財經(jīng)記者表示。
吳耿源說道,臺積電早在十年前就已經(jīng)開始布局新的芯片封裝技術(shù)?!芭_積電很早就意識到,芯片前段的制程技術(shù)發(fā)展非常迅速,而后段的封裝技術(shù)跟不上?!彼硎?,“但是經(jīng)過十年的發(fā)展,先進封裝技術(shù)依然沒有達到預(yù)期的成熟度?!?/p>
吳耿源認為,這主要是由于資本投入和回報不成正比所造成的?!跋冗M封裝制程需要很多資金的投入,對消費性產(chǎn)品而言,晶圓制造看重的是投入產(chǎn)出比?!彼麑Φ谝回斀?jīng)記者表示,“從客戶的角度來看,他們需要評估先進封測所獲得的性能回報,能否抵消新增的單位成本。如果只有一些大的廠商能夠負擔(dān)得起,就會對技術(shù)的普及造成阻礙?!?/p>
中芯國際也在多年前瞄準(zhǔn)了中段晶圓級芯片封測技術(shù),并和長電科技成立合資公司,建立類似的先進芯片封裝能力。“技術(shù)的發(fā)展仍需要時間,但我們?nèi)匀粦?yīng)該保持積極的態(tài)度。”吳耿源說道。
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