從全球IC封測議題看封測版圖與技術趨勢(下)

 

刊登日期:2019/5/15
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楊啟鑫/工研院產科國際所
 
(一) 議題二:InFO助攻台積電搶下蘋果訂單,三星電子急起直追,火速開發先進封測技術
由於蘋果手機自2015年之iPhone 7應用處理器A10用晶圓代工大廠之整合扇出型封裝技術(Integrated Fan-out ; InFO ),使得其應用處理器整體封裝厚度小於1mm,且效能及散熱性提升,並一舉拿下蘋果處理器獨家訂單。InFO技術提供客戶蘋果更高的CP值及高效能手機晶片解決方案,後續iPhone X及iP hone XR等連三代新機種亦都採用此種技術。
 
由於整合扇出型封裝技術薄型化、高效能及良好散熱效果等優勢,是故三星亦欲開發此技術以討回失去的蘋果訂單,於是協同旗下三星電機欲發展更低成本之面版級扇出型封裝技術,然此技術因整體面積廣大,封裝應用處理器等較大顆晶片之良率難以掌控,初期較難降低成本,是故三星同時亦朝晶圓級扇出型封裝技術開發,採雙軌並行賽跑制。2018年9月面版級扇出型亦量產在三星智慧型手錶Galaxy Watch應用處理器Exynos 9110,封裝面積雖不若手機應用處理器大,但亦是其面版級扇出型封裝量產之重要里程埤。(圖六)
 
圖六、晶圓大廠角逐扇出型封測產業事件整理
圖六、晶圓大廠角逐扇出型封測產業事件整理
 
未來AI+IoT應用將逐漸興起,為解決伺服器成本上升快速、手機GPU/NPU高效能需求、私人訊息保護需求及網路延遲造成伺服器訊號傳遞緩慢等問題,未來手機應用處理器(Application Processer;AP,屬AI的Edge端)需更高效能,因此手機應用處理器將扮演更重要角色。現階段手機應用處理器封裝型式為PoP(Package on Package)封裝,是由底部封裝中的邏輯和頂部已封裝好的DRAM記憶體堆疊組成,未來勢必需提高記憶體頻寬使其朝向Wide I/O發展,而對應到封裝趨勢則是由打線之Dram與邏輯晶片之PoP堆疊,朝向覆晶或扇出型封裝發展,而未來之高階手機將走向邏輯晶片與記憶體晶片以扇出型封裝FO-SiP(Fan out system in package)技術提高頻寬及整合度,這也是為什麼晶圓廠現階段如此積極佈局扇出型封裝的原因之一,也因此隨著大廠如台積電、三星在未來將應用處理器和記憶體side-by-side封裝導入,PoP市場未來將逐年下降。(圖七、八)
 
圖八、未來PoP市場將逐年下降
圖八、未來PoP市場將逐年下降
 
(二) 議題三:人工智慧暨雲端伺服器晶片需求帶動高階封裝技術發展
人工智慧發展已久,過去三年逐漸產生重大突破,如2016年起人工智慧晶片指標性大廠NVIDIA以其GPU架構發表全球首款深度學習超級電腦,又如Google旗下AlphaGo憑藉其自行開發之TPU晶片及演算法技術,挑戰世界各國棋王並獲勝等,皆為人工智慧高速運算晶片之經典事件。而人工智慧之快速發展亦將帶動未來五年伺服器暨高階記憶體晶片成長。2018年Intel將高速運算晶片帶向消費性電子產品,結合Intel Core處理器及AMD之GPU晶片,發開出第八代Intel Core處理器晶片。(圖九、十)
 
Intel今年1月正式發表運用多晶片模組(MCM)技術,將第 8 代 Core 處理器、Radeon RX Vega M 繪圖處理器以及繪圖用 HBM2 高頻寬記憶體整合在單一晶片封裝模組中,並透過以矽晶片為基礎的「EMIB(內嵌多晶片橋接器)」以極短、極寬的匯流排連接 CPU 與 HBM2,在提供極高傳輸頻寬之際,還能大幅節省傳統電路板連接所需要的空間,縮小筆電體積與強化筆電效能---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 

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