【小晶片掀革命1】神預測小晶片將橫掃世界 力成豪砸百億待風起

文|盧佳柔    攝影|楊弘熙
蘋果在今年春季發表會攜手台積電推出「怪獸晶片」M1 Ultra,即是採用小晶片設計模式。(翻攝蘋果官網)

高速運算需求與日俱增,驅動半導體走向越先進製程,也因此技術難度高、良率低,製造成本也隨之增加,讓整合多晶片的小晶片(Chiplet)技術浮上檯面,對於先進封裝的重視也更勝以往,看準此趨勢,力成也在多年前就開始力拚先進的扇出型封裝製程,封測廠從綠葉變成紅花角色也愈加吃重。

當各界一直在朝5奈米、3奈米先進製程的腳步邁進時,小晶片的技術也開始同步發展,不僅AMD早於2020年就推出商用化小晶片產品,就連蘋果3月推出的怪獸晶片M1 Ultra都是採用小晶片所打造而成。

「(小晶片)這種高彈性的設計配置,不僅能加快晶片開發速度,更能大幅降低研發成本。」力成科技執行長謝永達向本刊表示。

根據超微官方資料顯示,在14奈米的情況下,以小晶片生產的成本,相較於系統單晶片(SoC)設計方式,可節省近50%。

謝永達補充,對晶圓製造而言,當晶圓面積內的缺陷點數大致固定,小晶片能夠將受到缺陷影響的晶片數量倍數降低,進而提高晶圓良率並降低成本。

力成科技執行長謝永達表示,小晶片不僅具備高度的設計彈性,更擁有良率、成本的優勢,吸引眾多科技大廠青睞。

就是這樣的優勢,吸引各大科技大廠相繼投入小晶片,包含蘋果、超微、英特爾、高通和聯發科等業者,也為封測廠帶來龐大商機。

日月光研發副總洪志斌表示,從成長機會來看,小晶片的設計主要是把原本在晶片上大量的研發與製造成本,轉移到封裝上,因此會運用到許多先進封裝技術,如2.5D矽中介板(Silicon interposer)、扇出(Fan-Out)重新分布層(RDL)與橋接晶粒(Bridge Die)等等,將各種Chiplet晶片透過先進封裝製程精密地連接、整合在一起。

據Yole預估,2020年整體封裝市場產值約446.5億美元,2026年可望成長至685億美元,年複合成長率約7.4%。值得注意的是,受惠於高效能運算晶片需求,2026年先進封裝產值將成長至100億美元,年複合成長率將高於平均,達19.5%,其中以2.5D與3D成長最高。

看到小晶片業務開始發酵,謝永達感慨萬千地說,力成2016年就開始研發扇出型封裝,設立領先全球的大尺寸細線路生產線,此先進製程封裝技術挑戰性很大,投入超過新台幣100億元的資本支出,2019年即正式量產,這一路走來如人飲水,但看準小晶片是未來的晶片趨勢之一,仍義無反顧地投資。

力成早在7年前就開始投入扇出型封裝,備戰小晶片對先進製程的需求。

謝永達表示,力成扇出型封裝能取代ABF載板承載晶圓,其線寬、線距與功耗在設計得以優化的條件下,能以較少的層數達到與ABF載板相近甚至更佳的效能,可以舒緩ABF載板產能不足的問題,尤其載板廠商對新設備與新廠房投資多半相對保守,短時間難以有效因應小晶片需求。

謝永達透露,如今先進封裝的新興藍海,驅使傳統IC載板廠商亦評估布局,在ABF載板供應吃緊的情況下,扇出型封裝特有的重布細線路,能夠有效降低對ABF載板的依賴,可透過重布線路取代ABF載板,亦或是降低ABF載板層數再結合BT載板之方案來解決,此需求趨勢逐漸成形,力成目前即有相關專案進行中。

本刊側面了解,許多國際大廠都已和力成接觸,如英特爾、超微、Google等,這不僅反映出小晶片需求日益增多,也顯示力成技術實力備受肯定。

「隨著前段晶圓製程節點(Wafer Node)持續微縮,晶片與載板之間的溝通已經發生很大的變化,傳統IC載板廠製程能力的進步,已跟不上晶圓製程節點微縮的腳步而逐漸脫鉤,而此中間斷層就需要由先進封裝技術來銜接。」謝永達有感地說。

綜觀小晶片市場已經起步許久,如今標準、廠商已陸續布局跟上。當被問及小晶片要起飛了嗎?謝永達笑著說道:「我們已經裝了翅膀!」他的回答或許正是業者共同的心聲,小晶片展翅高飛的時刻即將到來。

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