3D ICs設備零組件與生產力4.0發展趨勢(上)：材料世界網

前言
隨著時代演進，市場需求端的變化快速，2015年在光電半導體產業的產品將持續聚焦，邁向高效能、多元化整合與輕薄微小化等方向發展，無線與行動穿戴功能設計導向的電子產品，將會成為市場主流。如圖一所示，因應產業變化，IC設計、製造到封測的流程將帶入新的概念。至2015年半導體整體方向，將朝往鰭式場效電晶體( FinFET )結構、泛三維堆疊技術( 3D ICs )與物聯網( IoT )三方向發展，歸納重點如下。

①半體製程為了持續降低成本，未來可能朝 450 mm（18吋晶圓）發展，如圖二所示，成本降低與成長率能持續提升是半導體持續發展的關鍵。但如今建造一座18吋晶圓廠所需經費約 110億美元並提升成長 4~6%，是12吋晶圓廠（約30億美元）建置成本的 3~4倍，且由8吋提升至 12吋晶圓廠時可創造成長率高達 17%，可見投資金額需大幅提升且成長率已下降，相關發展將朝向策略聯盟共同開發（如 G450C 聯盟，預計於2018年試量產 18吋晶圓製程）。台灣佔有晶圓代工高達 60%以上的市佔率，絕對是有發展世界第二座18吋晶圓廠的可能，值不值得與可不可行，正確的規劃與佈局是我國能在半導體製造業持續領先的關鍵之一。

圖二、半導體營收趨勢，18吋晶圓廠成長率較12吋開發時趨緩

④再次工業革命：後 Moore’s Law與工廠生產製造智慧化與無人化時代即將來臨。3D ICs是延續Moore’s Law的方式，而半導體製造的未來、物聯網將帶來新機會。新技術會衍生出新設備的需求，設備國產化也是台灣本土終端廠商降低成本、提升競爭力與技術保護的關鍵。而產品開發將著重在精緻客製化、多功能化與配合產業快速循環，加上就業人力的下降，設備的開發配合生產力4.0（設備智慧化、Big Data、IoT），會是不可或缺的規劃趨勢。

3D ICs技術與市場趨勢簡介
積體電路(IC)在1958年由德州儀器(TI)發表，1980年聯電與1987年台積電以高良率的半導體製程技術將晶圓順利代工量產，從此電子元件改變了我們的生活。1990年起，半導體邁入系統單晶片(SoC)技術領域，可以在單一晶片上整合邏輯、記憶體、運算與其他功能的電路，配合新材料與結構的發展，提供產品微小化的技術並奠定了行動穿戴式的可能性。

技術發展至2015年，台積電(TSMC)在以 SoC+FinFET 結構為核心的 20奈米節點技術，及 TSMC FinFET Plus(FF+)、FFC結構為核心的 16 nm製程技術上（功耗能比 20 nm晶片低 50%、性能可提升 10%），有絕對的市占優勢（邏輯IC供應產能仍然比三星(Samsung)多一倍），而TSMC製程今年底預計邁入10 nm以下，量產時程規劃預計是在 2017年。Samsung雖在 14 nm技術領先（以2015上半年量產為主），但其效能評估仍比 TSMC的 16nm低 10%。

此外，針對主流28 nm產品進行討論，由於Samsung及格羅方德(GF)暫緩 28nm擴充並直接挑戰下個製程節點 14nm技術開發，而TSMC 28 nm產能持續滿載，今年只剩下UMC有能力開出新產能（UMC 28nm良率已達9成以上的穩定階段），另外大陸的晶圓廠中芯(SMIC) 28nm良率過低延遲上市，目前預估至少要到 2016年中芯才有機會將良率提升並小量供貨，所以28 nm市場台灣可望成為最大供應國 ……以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。