智慧行動裝置引領IC封裝布局新策略

根據IEK研究指出，台灣IC封測業2013年相較於2012有6.2%的成長，產值可達新台幣4,179億元。資料來源：IEK

無論是生活哪個環節，都可以看到智慧行動裝置的存在。小至上網查詢時刻表，大到利用行動裝置網上交易，都已經是日常使用的一部分。但面對用戶對於多功能、高效率與尺寸的需求不斷增加，也讓手機開發商必須要開發出更能滿足顧客需求的產品，同時還須兼顧必要的效能。

目前智慧行動裝置用戶最主要的需求當屬多媒體與無線連線，無論透過3G、Wi-Fi或未來的4G/LTE，亦或是藍牙與NFC等，都是讓使用者得以拓展使用環境，並與周邊裝置結合的無線通訊技術，並能提升使用者的便利性。但如何在體積窄小的智慧行動裝置中，放入包含處理器、無線晶片組、記憶體甚至是影像處理模組等，就考驗了供應鏈上各相關生產供應商的技術與研發能力。

台灣IC封測業前景可期

產品需求量大增，連帶地也讓台灣IC封測業有相當龐大的商機。根據工研院產業分析師陳玲君的分析(2013年8月)中指出，雖然於2011年曾經有所衰退，但經過多年來的技術發展與分工專業化的情況，與2012年相比，工研院預估2013年台灣的IC封測業產值將成長6.2%，達新台幣4,179億元，且在需求不斷增加的狀況下，2014年也有良好的成長空間(如表1)。

而台灣封測廠日月光以SiP技術取得蘋果的指紋辨識晶片訂單，則明顯可見智慧行動裝置在IC封裝上的需求相當殷切，為了提供使用者更創新與整合的功能，同時降低功耗與體積，關鍵就在於如何有效地縮小晶片體積，並提供高運算能力與更多功能。

SoC、SiP與3D IC相輔相成

為能夠整合主要功能並且有效地縮小晶片體積，在系統整合與封裝上提出了三大技術，分別為：系統級封裝(System in Package；SiP)、系統級晶片(System on a Chip；SoC)與3D IC等方式。目前日月光與矽品主要採用SiP，但也積極布局3D IC的研發與產線佈建。日前台積電也揭示新一代的3D IC封裝技術，並即將在未來幾年取代目前用在ARM及mobile DRAM的PoP技術。

3D IC是近年來台灣封測廠極力推動的技術，多家廠商都積極開發與投資相關的技術及設備。Amkor台灣區總經理梁明成指出，3D IC初期主要仍應用在智慧行動裝置上，同時由於其架構能夠改善記憶體產品的性能表現與可靠度，甚至可降低成本並縮小尺寸，因此是對台灣各廠相當有利的製程。

台積電3DIC/IIPD處長鄭心圃則指出，利用TSV技術讓3D IC可以提升整體晶片效能，並實現異質系統整合，不過大量使用還有許多因素需要克服。且異質晶片的整合牽涉到多種來源的晶片，其中有許多CPI問題存在。因此需要整體產業鏈彼此緊密合作並簡化整合供應鏈，方能提升整體良率並降低可靠性風險，藉此加速3D IC的量產應用。

SoC在開發上則需要大量時間與資源，能夠提供高密度、多功能與低功耗等優勢，但是由於開發需時且成本不貲。根據拓墣產業研究所之資料指出，SoC部分適合量大且生命週期長的產品，像是CPU、晶片組、手機與網通IC等，諸如高通Snapdraon、Intel Atom或是三星Exynos等，都是採用SoC製程所開發的。

SiP對於台灣多屬於中小企業的IC封測廠來說應屬於最佳選擇。因為開發時程快，能夠快速反應市場需求，同時提供優異的異質整合功能，對於像是MP3、DSC或PND等快速變化的產品來說，是相當合適的製程。

3D開發成為未來趨勢

由於智慧行動裝置的內部可利用空間有限，因此目前新興的技術則是利用立體堆疊方式壓縮IC空間，主要是利用直通矽晶穿孔(TSV)的垂直封裝方式、矽中介層(Interposer)的多晶片封裝與扇出型晶圓尺寸封裝等，將可以取代PoP封裝與多晶片覆晶封裝(Flip Chip MCM)等技術。

除了3D IC外，還有3D-SIC與3D-SIP等技術都是正在開發中，且能夠有效提供多功能堆疊以降低空間與成本的技術。3D-SIC類似於2D的SoC技術，但不同的是它的電路連線是在不同層串接，而非在同一層上，因此能夠提供密度更高、並能整合異質技術堆疊，同時能夠在邏輯堆疊上提供更高的記憶體頻寬。

3D SIP的堆疊採用的是傳統封包互通方式，因此是第一種能夠達到量產的3D生產方式。而SEMI也認為「真正的」3D IC會是未來最主流的技術，因為它是在電晶體層切割與堆疊，並組成「超級晶圓(Super Die)」。不過真正的3D IC是根據功能設定而非預算，技術應用部分應至2015年達到成熟階段，真正能夠達到量產時間應該會在2020年左右。

上述的3D整合技術最主要的核心都是仰賴TSV互通技術或嵌入式WLP技術，因此如果要導入3D整合製程，首先需要投資開發就是上述技術與設備。目前看來，3D IC是最快能夠投入量產的技術，而根據SEMI的研究報告中也指出，所有的3D技術都能夠降低支出，同時開發出功能更多樣化的產品，以因應市場上不同的需求。

使用者需求引領物聯網時代來臨

在日前所舉辦的SEMICON Taiwan 2013中，日月光集團研發中心總經理暨研發長唐和明表示，SiP將在物聯網和雲端世界扮演關鍵角色，也會成為整合各類穿戴式裝置電子元件的要角。他同時也認為使用者體驗正在驅動半導體產業革新，不但現在進入了4C時代，nC系統時代也即將來臨。

就如前所述，SiP擁有良好的異質整合功能，同時開發與生產相當快速，因此面對使用者需求不斷改變的變遷時代，利用SiP就能夠滿足使用者多變且不同的需求。唐和明認為，從今年到2016年，雲端、網通到用戶端等多種終端裝置內的電子晶片，大部分將朝向SiP發展，因此SiP會是未來數年的主流技術。

目前的各種技術都有其優點與不足之處，同時智慧行動裝置的價格壓力也不斷增加，如何利用較佳的良率、較快速的上市時間、較低的成本或更有彈性的架構滿足使用者體驗與相關需求，會是未來發展最重要的關鍵。