2008年全球半導體產業在渡過了冷清的第一季之後,原本預期將會逐漸回溫的第二季景氣,也在全球通膨與美次貸危機的夾擊下,造成消費者信心大幅衰退,預料成果也不會太好看。在第一、二季相繼失利且短期不見回升信號之後,市場研究機構已把景氣拉回的時間點放至2009年之後,然而,景氣回升的時間越晚,對台灣的半導體業者的影響便越大,尤其是晶圓代工相關產業,因為在產量漸增,產值和售價卻未相對增加的情況下,提高附加價值是重要課題。因此,及早投入並開創出另一個高附加價值的新業務是非常必要,而3D晶片便是台灣晶圓代工產業最值得投入市場。
根據國際半導體設備材料產業協會(SEMI)的矽晶圓市場分析報告顯示,2008年第一季半導體晶圓出貨較2007年第四季減少1%,而出貨面積則增加3%。SEMI指出2008年第一季晶圓的出貨,符合整體半導體產業的情況,其中12吋晶圓的出貨則持續增加。另一家投資研究公司Friedman Billings Ramsey 則預期,2008年晶圓市場的產值將縮減5%,FBR估計,2008年第一季8吋晶圓的價位下跌3%~5%,12吋晶圓下跌2%~4%。整體言而言,2008年第一季的平均售價比2007年第四季下跌2%~3%。
因應此趨勢,台積電及聯電已決定在2008年大減資本支出,主要的原因便是希望減少晶圓代工市場產能供給過剩壓力,並減緩晶圓平均出貨價格的下跌壓力。但摩根士丹利卻指出,由於總體經濟環境的衰退,晶圓代工廠減少資本支出,對提升平均價格並沒有實質。因為過去幾年晶圓代工價格滑落原因,並不完全都是導因於供給過剩,就算供給吃緊,業者也無法提高價格,而降低資本支出,不斷加重的研發費用仍會對獲利造成衝擊。
目前台灣的晶圓代工廠在先進製程皆加大資金投入,但由於景氣衰退客戶採用先進製程晶片的速度已放慢,所以晶圓代工廠的競爭更為激烈,價格也有很大的跌價壓力,有時90奈米及65奈米的毛利率,反而不如其他的成熟製程。
為了避免走入製程壓力並提高附加價值,台灣發展3D晶片生產也許是條可行之路。所謂3D晶片是指與成千上萬個垂直連接點連接的晶片,也就是利用「堆疊」方式生產晶片的技術。目前大部分的晶圓廠在3D晶片生產仍在開發階段,產量仍不高,但至2009年時,產量便會出現突破性的成長。市場研究公司Yole Développment預測,到2012 年,3D晶片的晶圓的年複合成長率將超過60%。
過去堆疊式封裝通常用在行動電話和其它小型的裝置上,透過將SRAM、快閃記憶體和DRAM堆疊在一起並用導線接合。或者把微控制器與記憶體相連,繼而成為所謂的SiP系統級封裝解決方案。目前業界已將3D作為減少記憶體和邏輯電路延遲的一種方法,或者作為將一種非標準製程製造的晶片連接到一個CMOS晶片的方法。現在的3D晶片已朝向立體堆疊的型態,以達到縮減體積、降低能耗、及增進效率的多方面益處。現今主要3D晶片的產品多為RF、CIS、記憶體、MEMS等為主。
應用在3D晶片的技術中,採用Via first方式是以TSV的技術形成Via,則需要用半導體前段的蝕刻製程來完成,因此,台灣的晶圓代工業者便可利用既有的設備和技術,來擴建一家從TSV到Bonding製程能力的公司,或者與專業封裝廠來進行分工。由於3D 晶片技術屬於晶圓製造的層級,晶圓代工廠具有晶圓製程的技術,跨入3D 晶片技術具有一定的優勢。
目前台灣的晶圓製造和封裝皆是世界第一,對於發展3D晶片更有絕佳的優勢,只要政府與產業能夠妥善合作,相信一定能有所作為。
各大廠紛紛投入研究, 但似乎 bump接合, 填 underfill.... 仍在加強中.
非破壞性檢驗, 超音波掃描的專家 Sonoscan Inc.
是設備的問題嗎?還是生產經驗還不夠? 聽幾家EDA工具商在講,不久就會推出SiP的設計工具 我想藉時應該是會直接推到3D晶片上去..