台积电、英特尔、三星都进军先进封装，那如何超越摩尔定律？

本文由半导体产业纵横编译自中国台湾经济日报

台积电、英特尔与三星在先进制程激战之际，也同步积极布局并卡位先进封装业务，究竟先进封装有什么魔力，能吸引大厂争相跨入？业界以“芯片高级的乐高游戏”来形容先进封装，并预期能借此不断超越摩尔定律限制，推动先进制程。

先进封装吸引大厂争相投入，特别是晶圆代工大厂背后最大关键原因是来自客户成本考量、市场需求的推动。国际半导体产业协会（SEMI）全球行销长曹世纶指出，后摩尔定律时代，先进封装能协助芯片在面积不变下， 拥有更高的效率。

晶圆代工结合先进封装能提升晶圆设计效率，同时减少客户成本负担，台积电、三星、英特尔，都已发展专属先进封装的专利与代号。

业界分析，过去芯片技术的运算提升多半运用制程升级，如今芯片运算效能提升与创新，可以结合先进封装，IC设计客户可用更多元的组合选配设计产品，也就能在微调下加速设计、更快速上市，因为不用大幅变更制程，生产成本也相对可负担。

台积电已将先进封装相关技术整合为3DFabric平台，可让客户自由选配，前段技术包含整合芯片系统（SoIC），后段组装测试相关技术包含整合型扇出（InFO）及CoWoS系列家族。

英特尔多年前力推EMIB先进封装技术，并大举添购设备，据了解，英特尔由美国厂区支援先进封装对应生产，就近支援当地所需。

三星先前已陆续更新异质封装技术，最早在2018年推出首款I-Cube2方案，后续在2020年推出X-Cube方案的3D堆叠设计。

三星本身在存储技术发展相对有优势，今年已更新I-Cube第四代方案，瞄准高速运算、人工智慧与数据中心等应用。三星计划运用相关2.5/3D封装技术协助客户降低设计成本，三星的先进封装产能规模也稳定扩充，主要跟随韩国当地如平泽厂区晶圆代工产能扩充。

值得一提的是，台积电身为全球晶圆代工龙头，早在十年前就已开始耕耘先进封装，结合自身实力，快速拉开和对手的差距，同时大举扩充先进封装产能。

台积电先进封装目前有五座厂，包含位于新竹1厂、台南2B与2C厂、龙潭3厂与台中5厂，建设中的竹南AP6厂采全自动化设计，专攻SoIC的相关设计生产，竹南AP6厂今年SoIC部分目标设备移入，Info相关部分目标明年到位，整体将在2022年底量产。

谈到台积电先进封装的能量，台积电营运暨先进封装技术暨服务副总经理廖德堆透露，在全制程的晶圆制造过程中，结合公司30年经验，随着制程推进3nm、2nm制程，更要仰赖先进封装技术，如果能在一个工厂就能提供客户完整生产服务，将能维持领先地位。

随着制程推进到3nm、2nm，廖德堆强调，对应的先进封装SoIC能力也成为必备，包含SoIC今年推进7/6nm对应设计，2022年至2024年逐步对应至3nm制程。

就技术最新进展来看，台积电卓越科技院士暨研发副总余振华指出，台积的3D Fabric平台已建立且率先进入新阶段，已从异质整合系统整合到现在的系统微缩。

余振华认为，系统微缩类似SoC的微缩，讲究效能耗能与尺寸微缩；系统微缩新阶段则追求更高系统效能、更低耗能，以及更紧密尺寸变成体积上的精进。

先进封装整在台积电从倡议到开花结果变成新潮流，已为半导体提供更多价值。

余振华认为，不论前段或后段产业都期待半导体发展，系统微缩类似SoC已从PPA升级追求PPV，不仅追求面积，更是追求V字代表的体积微缩。