在可攜式電子產品的成長趨勢帶動下,將更多功能整合在更小的體積,並達到節能、高效、成本低的IC產品,是大家所期待的。從SOC、SiP、到3D IC這些發揮整合能力的技術陸續應用在相關產品上面。但也由於開發這類型產品的成本及複雜度都大幅度提高,使過去在晶圓代工時代所強調的專業垂直分工的半導體產業價值鏈的互動模式,開始走向質變。
晶圓代工從過去單純產能提供者的角色、先進製程的開發者、光罩支援者,到設計支援服務、先進封測整合服務等,不斷的往晶圓代工業的上下游伸出觸角,這除了是在增加公司獲利空間及附加價值的考量外,也是回應在晶片整合趨勢下,所提供給較具規模的晶圓代工業者得以往上下游擴展營運空間的發展機會。包括在既有半導體前段晶圓廠製程及設備優勢下擴展3D IC封測市場等的發展,都是此一趨勢的呈現。
過去IC的生產,簡略的分為前段晶圓廠製程及後段封裝測試製程。前段及後段的製程得以做清楚的分工,並在不同的廠房進行,使半導體產業價值鏈進入了朝專業垂直分工的方向積極發展的情勢。前段廠商將晶圓廠的資本密集、技術密集特性發揮到極致,後段廠商與前段相比,則較在勞動力及生產相關成本的控管方面表現出競爭力,並形塑出不同的企業文化。
但近來晶片整合的趨勢,則提供了晶圓代工業者往下游發展的機會,3D IC主要是對應過去元件進行平面2D連結的方式,朝向立體堆疊的型態,以達到縮減體積、降低能耗並增進效率的多方面益處。使得應用在可攜式電子產品時,能達到所需要的相關要求。
在應用於3D IC技術中,採用Via first方式是以TSVs的技術形成Via,需要用半導體前段的蝕刻製程來完成;若以Via last的話,則可以用laser穿孔達到目的。前者採用半導體前段製程,需要在晶圓廠完成,後者則可在專業封裝廠中進行。會對半導體產業價值鏈垂直分工造成較大影響的,是Via first型態的3D IC技術。
對應於不同型態半導體公司在3D IC生產流程所能扮演的角色來看,IDM廠商具備了從TSV到Assembly的完整技術及製造服務能力。但對台灣傳統的封測業者而言,由於製程中的TSVs必須在Fab內進行,台灣封測公司並不具備如此的設備及能力,這使台灣封測公司必須與晶圓代工業者合作,或者放棄此一市場。對晶圓代工業者來說,可以利用自身設備及技術實力建立一家與自己搭配擁有從TSVs到Bonding製程能力的Advanced Packaging公司,或者與專業封裝廠合資建立此一型態的公司以進行分工。
晶圓代工業者期望在全球晶圓代工成長逐漸趨緩、產值擴展不易下,能夠從過去一味擴充產能的量變逐漸走向質變,以提高公司獲利品質及附加價值。因此,在既有半導體前段晶圓廠製程及設備優勢下,擴展3D IC封測市場正是回應此一發展趨勢的表現。
晶圓代工業主要集中的CIS、MEMS、Logic等非記憶體元件的3D IC出貨量雖然相較於整體晶圓代工出貨量並不特別突出,至2012年應仍低於5%以下。但長期而言,隨相關技術逐漸邁向成熟,加上晶片整合趨勢的推波助瀾,3D IC應用市場必有加速成長的機會。對晶圓代工業者而言是擴展商機的機會,對封裝業者來說可選擇放棄此一利基市場,或者與晶圓代工、IDM公司合資建廠進行分工,來跨入此一市場。
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