為應對摩爾定律的放緩，全球最大的芯片生產巨頭台積電正在與谷歌等美國科技企業合作，以開發一種新的半導體封裝技術。新的架構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。
五年後產業規模達420億美元
芯片封裝是半導體生產製造過程中的最後一個步驟，傳統而言，它對技術的要求不如芯片製造的其他工序高。但現在芯片封裝正在成為行業新的戰場。
台積電近期透露，公司正在使用一種命名為SoIC的3D堆疊技術來對芯片進行垂直和水平層面的封裝。通過這種技術，可以將多種不同類型的芯片（例如處理器，內存和傳感器）堆疊並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。
根據研究機構Yole Development的數據，全球先進芯片封裝產業2019年的規模達到290億美元，預計2019年至2025年之間的複合年增長率為6.6％，到2025年將達到420億美元的規模。該研究機構還表示，在所有細分市場中，3D堆疊封裝將在同一時期內以25％的速度增長，成為增長最快的細分領域。
據日經新聞報道，谷歌和AMD將成為台積電的這種全新封裝架構的首批客户，並正在幫助台積電對新的芯片進行測試和認證。
台積電於2016年正式進入芯片封裝業務，幫助蘋果iPhone開發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，台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商都是台積電的客户。台積電為包括蘋果，華為，谷歌，高通，英偉達和博通等芯片開發商代工生產芯片。
主要服務於高端芯片廠商
通過推出全新的SoIC技術，台積電有望將高端客户納入其芯片封裝的生態系統中，這是因為需要高端芯片的客户更願意測試新技術。比如蘋果，谷歌，AMD和英偉達等芯片開發巨頭都在競爭最高端的芯片市場。
根據台積電上個月公佈的財報，公司預計包括先進封裝和測試在內的後端服務收入將在未來幾年內以略高於公司平均水平的速度增長。2019年台積電來自芯片封裝和測試服務的收入達到28億美元，約佔其總收入346.3億美元的8％。
全球最大的兩個半導體制造商三星和英特爾也正在押注下一代芯片堆疊技術。但是與為眾多芯片設計商服務的台積電不同，英特爾和三星主要生產供自己使用的芯片。不過三星也在積極擴大其代工業務，並將高通和英偉達視為主要客户，這可能導致三星與台積電有更直接的競爭。
“這些新的芯片堆疊技術需要先進的芯片製造專業知識以及大量計算機模擬來實現精確的堆疊，因此傳統的芯片封裝供應商很難介入。”深聰智能聯合創始人吳耿源對第一財經記者表示。此前，台積電芯片封裝服務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。
前段的晶圓製造廠商之所以能夠跨入後段封測，主要的驅動力來自於高端客户對芯片性能需求。“相較於傳統的後段封測行業，前段晶圓級別封測，更具有掌握終端客户需求的優勢。”前中芯國際市場部高管，深聰智能聯合創始人、CEO吳耿源對第一財經記者表示。
吳耿源説道，台積電早在十年前就已經開始佈局新的芯片封裝技術。“台積電很早就意識到，芯片前段的製程技術發展非常迅速，而後段的封裝技術跟不上。”他表示，“但是經過十年的發展，先進封裝技術依然沒有達到預期的成熟度。”
吳耿源認為，這主要是由於資本投入和回報不成正比所造成的。“先進封裝製程需要很多資金的投入，對消費性產品而言，晶圓製造看重的是投入產出比。”他對第一財經記者表示，“從客户的角度來看，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得起，就會對技術的普及造成阻礙。”
中芯國際也在多年前瞄準了中段晶圓級芯片封測技術，並和長電科技成立合資公司，建立類似的先進芯片封裝能力。“技術的發展仍需要時間，但我們仍然應該保持積極的態度。”吳耿源説道。
來源：第一財經