瞭解先進封裝:晶圓代工廠為何要大力投資

在半導體行業的動態格局中,有一個術語一直在掀起波瀾——“先進封裝”。這一建築奇跡在連接、封裝和保護為當今複雜的人工智慧 (AI) 設備和高端技術提供動力的微小矽晶元方面發揮著關鍵作用。先進封裝的重要性怎麼強調都不為過,因為它處於確保無縫和高性能操作的最前沿,這是不斷發展的半導體生態系統的一個重要方面。

什麼是先進封裝?

晶元依靠封裝進行互連,從而實現電源、信號交換和整體功能。半導體產品的速度、密度和功能隨著互連方法的不斷變化和進步而發展。隨著 5G、自動駕駛汽車、物聯網 (IoT) 技術以及虛擬實境和擴增實境的興起,對能夠快速處理大量數據的高性能 1節能晶片的需求越來越大。這時,先進封裝對於滿足對半導體日益增長的需求至關重要,半導體在新興應用成為主流時為其提供動力。

瞭解先進封裝:為什麼晶圓代工廠要大力投資Yole Intelligence記憶體封裝

2021 年內存封裝(來源:Yole Intelligence)

從歷史上看,包裝被認為是一項不太有聲望的藍領任務,經常被外包。然而,近年來,范式發生了巨大變化。戈登·摩爾(Gordon Moore)著名的「摩爾定律」(Moore』s Law)預測,微晶元上的晶體管數量大約每兩年翻一番,達到了其局限性,先進封裝的作用已經從配角轉變為維持半導體進步的主角。

為什麼先進封裝很重要

  1. 系統集成和多晶元解決方案的進步:隨著技術的發展,電子設備正在變得更加緊湊和通用。系統級封裝 (SiP) 封裝是一種將兩個或多個積體電路 (IC) 捆綁在單個封裝內的方法,可實現小型化和更高集成度。阿拉伯數位
  2. 應對半導體器件日益複雜的問題:隨著半導體設計變得越來越複雜,對先進晶元封裝技術的需求也在增加。2.5D 和 3D 封裝解決方案具有更高的互連密度和增強的電氣性能,可有效應對這些複雜設計帶來的挑戰。3
  3. 增強連接性和效率:先進的封裝方法,包括遮罩和隔離,有助於減少信號損耗並增強信號完整性。這樣可以增強互聯網連接並加快數據傳送速率。
  4. 優先考慮能源效率:在當代電子設備領域,能源效率是最重要的問題。扇出晶圓級封裝 (FOWLP) 等創新集成了電源管理,提高了能源效率。4

推動創新的主要參與者

領先的行業參與者認識到先進封裝的關鍵作用,並一直在為其開發投入大量資金。半導體研究公司 (SRC) 的微電子和先進封裝技術 (MAPT) 路線圖5 與主要行業組織合作,為半導體技術的未來奠定了基礎。該路線圖擴展了 2030 年半導體十年計畫,確定了智慧感測、記憶體、通信、安全和節能計算創新的關鍵驅動力。

英特爾已將目光投向了重大擴張,計劃到 2025 年將其尖端晶片封裝服務的能力翻兩番。此次擴張包括在馬來西亞建立一家新工廠,這標誌著美國最大的晶元製造商為恢復其作為半導體製造全球領導者的地位而採取的戰略舉措。6 不甘示弱,全球第二大外包半導體封裝和測試 (OSAT) 服務提供者 Amkor 最近於 2023 年 10 月在越南開設了先進封裝工廠。這項重大專案涉及工廠前兩個階段的估計投資約16億美元。該工廠的主要重點是生產採用高頻寬記憶體 (HBM) 的先進多晶元系統級封裝。7

此外,台積電(TSMC)宣佈打算在桐羅科學園區建設最先進的先進晶元封裝設施。該專案需要約28.7億美元的巨額投資,預計未來幾年投入運營時將僱用約1,500名員工。8

先進封裝的未來

瞭解先進封裝:為什麼晶圓代工廠要大力投資 Yole Intelligence 記憶體封裝 - 2022-2028 年按封裝平台劃分的先進封裝收入

按平台劃分的先進封裝收入(來源:Yole Intelligence)

2022年,先進封裝市場價值驚人的443億美元,預計2022年至2028年的複合年增長率 (CAGR) 為10.6%,到2028年將達到786億美元。[8] 到 2028 年,高端高性能封裝,特別是用於將晶片與先進節點集成的封裝,有望貢獻先進封裝行業收入的 20% 以上。在先進封裝平臺中,2.5D/3D技術正在成為增長最快的技術,同期的複合年增長率接近40%。這表明,隨著我們過渡到后摩爾時代,業界認識到了對創新包裝解決方案的需求。

總之,先進封裝不僅僅是一個流行語;它是半導體行業的一股變革力量。隨著技術不斷突破界限,先進封裝成為創新的橋樑,為更多的技術突破和進步鋪平了道路。

半導體分銷行業的未來與先進封裝有著內在的聯繫。隨著半導體製造商採用這些尖端封裝解決方案, 分銷商 在確保先進封裝晶元無縫流向市場方面發揮著至關重要的作用。在先進封裝時代,高效的供應鏈、品質保證和及時交貨變得比以往任何時候都更加重要。

引用

  1. 先進晶元封裝:製造商如何發揮作用以取勝,麥肯錫公司,2023 ↩ 年 ︎
  2. 系統級封裝 (SiP) 簡介,anysilicon,2023 ↩︎
  3. 異構集成的趨勢與發展:利用系統級封裝和小晶元技術推進智慧數字時代,3DInCities,2021 ↩ 年 ︎
  4. 扇出型 WLP 的力量,打造更好的電力電子設備和更美好的世界,Brewer Science,2023 ↩ 年 ︎
  5. 微電子和先進封裝技術路線圖,MAPT,2023 ↩︎
  6. 英特爾到 2025 年將尖端晶片封裝產能翻兩番,日經亞洲,2023 ↩ 年 ︎
  7. Amkor 投資 16 億美元建造先進晶片封裝工廠,tom's hardware,2023 ↩ 年 ︎
  8. 台積電將於 2023 年投資 28.7 億美元建造先進封裝設施 ︎

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