半导体业界资深大咖蒋尚义加入富士康集团,担任半导体策略长让各界眼睛一亮。蒋尚义曾任台积电营运长,且多次任职于国内晶圆代工龙头中芯国际,在晶圆代工端具有深厚经验,并且为提出小芯片(Chiplet)概念先进封装技术的先驱之一。
外界对于蒋尚义加入富士康半导体事业部门后,有各方推测与想像,甚至也有市场推论,蒋尚义将助攻富士康集团进军协助摩尔定律延寿的「先进封装」与「异质整合」技术。
DIGITIMES实际访谈深耕先进封装领域的业界人士,对于蒋尚义能否在担任富士康半导体策略长后,立即打出「小芯片牌」,在技术实务上,恐怕有三大挑战待克服。
挑战一:先进封装绑定的Wafer-Level技术天险
熟悉先进封装人士透露,台积电的3D Fabric平台可说是「晶圆级」先进封装的第一把交椅,与IDM龙头的英特尔(Intel)分庭抗礼,且在专业代工领域,成功杀出一片天。
最着名的就是台积电卓越科技院士余振华等人推动,助攻台积独拿iPhone应用处理器(AP)的整合型晶圆级扇出封装(InFO),以及量产10年以上,广获高效运算(HPC)钻石级客户包括NVIDIA、超微(AMD)/赛灵思(XilinX)、博通(Broadcom)等好评的2.5D IC封装CoWoS技术,可异质整合高带宽存储器(HBM)。
业者坦言,台积电3D Fabric的成功,很大一部分是植基于晶圆级制程的扎实基础与领先程度,先进封装主要也是助攻即将面临物理极限的摩尔定律,在2D的制程微缩与3D晶圆堆叠的方向并进。
因此,不管是英特尔或是台积电的小芯片概念,逐步走向了晶圆同质、异质整合的3D堆叠(3D Stack)IC封装,这建立在能够掌握先进制程的前提下。
挑战二:成熟制程采小芯片有成本挑战 28纳米成分水岭
先进封装业者表示,28纳米将是一个明显的分水岭,以一般逻辑运算芯片来看,28纳米以上的成熟制程其实没有太多采用小芯片先进封装的必要性,若是在28纳米以上的成熟制程晶圆领域,反而不见得有成本竞争力。
先进封装有很重要的一部分是「堆叠」(叠Die),举凡如CoWoS封装的矽穿孔(TSV)技术、2.5D矽中介层(Si interposer)、有机中介层等,甚至是Hybrid Bonding的3D SoIC等。
这些为应用于顶规HPC芯片先进封装的技术,也伴随需要采用先进制程制造的芯片。而晶圆级堆叠技术的成本不斐,若用不那么先进的wafer来进行先进封装,确实在成本上面临考验。
再从专业OSAT厂如日月光投控与旗下矽品的角度来看,晶圆级先进封装通常是台积电的强项,一方面因为台积电的规模与投资金额庞大,这类高端3D封装如SoIC等技术,确实需要许多资源奥援。
另一方面,HPC芯片大客户也会审慎考量「风险控管」与「责任归属」。由于如5纳米,甚至是后续的3纳米、2纳米等晶圆制造成本不斐,一片晶圆要价数万美元并非难事,若委托OSAT厂仅进行封装段,若芯片出现问题,则难以划分责任。
与其如此,客户端不如直接拥抱台积电的先进制程绑定先进封装一条龙生产,虽然要价通常相对昂贵,但这就是合理的风险控管。
因此如AI芯片龙头NVIDIA,顶规HPC芯片几乎都是台积电统包,超微虽然也有部分顶级HPC于专业封测代工厂(OSAT)进行先进封装,惟每一时代产品在寻求供应链奥援时,台积电的一条龙服务仍是相对有吸引力。
先进封装业者指出,TSV技术门槛相对没那么高,大概是CMOS影像传感(CIS),如Sony等一线大厂确实有用这样的技术生产CIS元件,富士康集团后续会否也投入CIS的生产,倒是值得观察。
如富士康体系与泛国巨体系多有合作,国巨体系的同欣电握有手机CIS晶圆重组(RW)、车用CIS BGA封装等量产经验,CIS也是ADAS、自驾功能所必须的传感元件,配合双方合资的国创半导体进攻功率元件小IC,加上背后有富士康体系撑腰的显示驱动IC(DDI)设计业者天钰、MOSFET芯片业者富鼎等,确实正有一张「半导体大蓝图」的轮廓,有蒋尚义等资深大咖加持自然更添笔墨。
挑战三:矽光子先进封装潜力受瞩 仍难避开先进制程
富士康集团多方布局半导体,除12寸晶圆厂等的推进外,在后段封测领域,已有系统级封装(SiP)量产实绩的讯芯与山东青岛新核芯受到各界关注。
讯芯董事长徐文一11月时揭露,除手机射频(RF)、功率放大器(PA)模块的SiP外,已经夺下多家美系、国内大厂客户订单的光收发模块封装业务,正持续蓬勃起飞中,预期越南河内厂、北江新厂将成为美系客户主要生产据点,既有广东中山厂则服务国内客户。
徐文一也表示,共同光学封装(CPO)将是未来的发展方向之一,更会迈入矽光子(SiPh)先进封装领域。
值得注意的是,多年前蒋尚义仍在台积电任职时,也曾一度着墨于矽光子先进封装,原本预计采用CoWoS等先进封装技术切入客户供应链,但最初因客户端希望多与OAST多方比较成本,在蒋尚义仍于台积电的时代,矽光子先进封装并未有太多明确进展。
熟悉先进封测业者指出,矽光子先进封装的异质整合过程中,还是得搭载一颗控制、运算用的高端处理器,这颗处理器以现在的半导体发展态势来看,「至少需要7纳米」,也仍难避开先进制程。
OSAT龙头日月光投控也透露,在矽光子先进封装领域跟台积电有许多合作,富士康集团在半导体前段制程的技术差距,后续要怎么跟其他业者合作,还有待观察。
业界估富士康「技术牌」待观察 「人望牌」先出招
台系OSAT高层透露,观察富士康集团近期对于「未来车」与车用半导体的擘划大计,先行依赖蒋尚义在业界深厚经验的「人望牌」,进一步回头强化既有半导体制程基础,倒也确实是中肯的方向。
OSAT业者表示,多数车用芯片并不需要先进封装,反而是传统打线封装等应用的范畴较广,唯一可能需要高运算能力的是行车电脑芯片,随着未来车愈来愈高智能化,导入更多复杂功能,往AI靠拢,或许这部分的发展可以观察。
熟悉半导体业界人士也坦言,其实蒋尚义是「闲不下来」的业界前辈,针对半导体先进技术的发展,不管是投资研发等布局,至少都是需要2~3年以上,必须一步一脚印的深厚基本功才行。
不管是台积电、英特尔、三星电子(Samsung Electronucs)甚至日月光集团,都经过了相当时间的酝酿,才在晶圆级或是植基于载板(Substrate)封装的高端技术,得到一线客户的肯定。
除NVIDIA、超微等美系GPU龙头,以手机芯片为主力的联发科,先前市场上传出有意追随苹果采用扇出型封装(Fan-out),甚至包括HPC芯片都有意拥抱2.5D IC封装技术,但内部人士也透露,希望寻求「最有量产经验」的供应商奥援。
在追求算力大战的顶规HPC领域,成本可能不是考量,不过若在车用半导体领域,稳定、良率、安全性可能是优先依归。
是故,业界普遍预期,蒋尚义在协助富士康集团整体推动半导体布局与构建大蓝图方面,将有一定的影响力,但是否快速进入先进封装、3D Chiplet等高端技术层次,还有待一段不算短的时间酝酿。
富士康、日月光等发言体系,对于特定客户、单一厂商、供应链说法等,不做公开评论。
责任编辑:朱原弘
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