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半导体异构集成技术
作者:小虎 阅读:10
异构整合是半导体产业延伸摩尔定律的新显学。随着台湾半导体产业群聚效应扩大,台积电、日月光投控和鸿海等科技业三巨头,分别从晶圆代工、半导体封测、电子代工等既有优势切入,抢食异构芯片整合商机。

其中,TSMC通过集成扇出(INFO)封装技术赢得了大客户订单。预计相关业务单季营收即将突破1亿美元(超过31亿新台币)。TSMC从不评论单一客户和订单。据悉,TSMC异构集成订单的最大客户是苹果,TSMC的异构芯片集成技术已经推进到SoC,可以将异构芯片集成到系统中。业界解读:TSMC凭借出色的异构集成技术,未来有望推出新一代存储器,提升手机芯片效率,谱写半导体技术新篇章。目前,日月光是台湾系统级封装工艺水平最广的封装厂,涵盖了FCBGA、FOCoS、2.5D封装等近十种封装工艺。它将不同工艺的芯片集成为单晶,具有模块封装的设计能力,使芯片设计者可以简化设计,缩短产品上市时间。SunMoonlight表示,现在更多的芯片厂商和系统制造商使用Sunlight的平台提供系统级封装(System-in-Package,SiP)来开发手机、网通、汽车、医疗、可穿戴设备和家电的多种产品。日月光集团的运营商吴天瑜表示,过去几年,日月光的系统级包装收入增长了数亿美元,未来几年也是如此。除了增加在台湾省的投资,Moonlight还增加了在墨西哥的投资,以满足包括高通在内的芯片客户对异构芯片集成的强烈需求。鸿海集团积极布局半导体领域。董事长刘维扬透露,半导体是重点行业。鸿海集团肯定会参与,但会以创新的方式去做。据了解,鸿海集团在系统集成方面经验丰富,对市场敏感度高。也看到了AI和5G一代很多半导体元器件的异构集成趋势。业界认为,鸿海集团旗下的迅信-KY将在半导体异构芯片的整合中扮演关键的先锋角色。此前,鸿海集团一直在悄悄为迅信培养人才。旗下宏腾精密在2016年收购Avago的光纤模组相关业务后,已为讯芯拓展并释放100G光收发模组SiP封装测试OEM订单,助推讯芯业绩。

什么是异构集成?在过去的几十年里,半导体行业以摩尔定律为发展主轴,降低成本和功耗,提高晶体管效率。摩尔定律意味着集成电路中可以容纳的晶体管数量每18个月就会翻一番。随着制造工艺越来越精密,摩尔定律的推进时间面临延长的问题。业界通过封装、材料、软件做了异构集成,从而延伸芯片的性价比,拓展应用。异构集成是为了提高芯片整体效率而对不同工艺的芯片进行集成的实践,封装测试技术对成败起着关键作用。从TSMC、日月和鸿海的积极投资来看,突出异质融合是大势所趋。台湾工厂加速异构整合布局,甩开大陆对手

第五代行动通讯(5G)开启半导体产业新浪潮,除了半导体制程将于明年推向5奈米量产外,也正式引爆异构芯片整合商机。业界认为,异构整合将是台湾拉开与大陆竞争差距,藉由差异化,大抢先进应用芯片商机的利器。工研院产业科技国际发展策略所研究总监杨瑞临预期,未来十年,异构芯片整合将为先进封装厂带来庞大机会。不过,还是要透过材料及封测技术突破,才能做大这块大饼。这些异构整合的趋势,主要建立在穿戴装置、智能手机、5G、AI、网通设备对微型化的系统级封装(SiP)需求持续扬升。尤其未来手机及穿戴产品须将连网的关键元件,例如Sub 6GHz与毫米波(mmWave)、射频前段模组(RF-FEM)进行异构整合;应用在资料中心芯片则须将高速运算的绘图芯片(GPU)和网通芯片整合,甚至朝向多芯片/多模组封装。为确认各项不同元件整合在同一封装中的品质,晶圆测试(CP) 会更受重视,而高频RF测试介面的垂直探针卡需求将会成长;进到最后成品测试时,还会透过系统级测试(SLT)进行最后把关。由于测试时间拉长、且重要性提高,也为测试厂带来庞大商机。业者认为,透过与先进制程的晶圆代工厂紧密相连,台湾封测厂未来在异构芯片整合,也会成为各大芯片倚重的重心,并避开与大陆价格战,开创新局。这几年工研院和台系封测厂看到庞大商机,纷纷透过和材料厂导入以铜电镀做为晶圆封装重分布层(RDL)等先进封装解决方案,也透过设备厂协助,提供更精测及更高效的检测。

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