【產業動態SNG】西進之勢封不住!——封測產業
魏志賓 (2007/05/07) 《台經月刊第30卷第5期》
台灣半導體封裝產業的開始,源自1960年代歐、美、日等國電子業IDM大廠因為成本考量,而將產品後段半導體封裝測試生產線轉移往亞洲人力低廉地區。同一時間,在政府優惠政策吸引外資來台投資的的推波助瀾下,包括高雄電子、飛利浦建元、德儀、捷康、三洋、吉第微、摩托羅拉等…紛紛來台建廠。加上本土業者包括較早期之萬邦、環宇、華泰、菱生、華旭,以及後起之秀日月光、矽品、鑫成等亦競相進入市場,於是自1970起展開歷經30餘年的發展史。
然而,封裝與測試產業在2001~2004年之間曾因業者之間過度擴張產能而形成供給過剩,一度使業者的利潤落入谷底。不過隨著之後業者間的整併、2005~2006年景氣的攀升,以及摩耳(Moore)定律適用性的持續下,半導體製程尺寸不斷地微縮,伴隨而來的是晶片內含的邏輯閘極數目急速上升,對於晶片製程微細化,造就了對外的信號接腳數目也往上提高,信號傳輸時脈也相對應上升等等的需求,再度燃起對於封裝的需求。儘管奈米製程已突破部分的瓶頸,但是隨著製程微縮化帶來的高昂成本,確實已對新產品的成本結構帶來威脅。封測技術在需求上反而隨著奈米製程而逐漸突顯出來。
台灣封測產業向來由日月光與矽品兩大龍頭一起引領產業的脈動,而封測產業中最令人震撼的事莫過於2006年11月24日,日月光與凱雷投資集團(The Carlyle Group)投資合併案的決議,以每股新台幣39元價格收購日月光全部已發行股份,並自台灣公開發行市場下市。這宗合併案不但是台灣有史以來金額最大的購併案,同時也意味著位於高雄的日月光,即將把運籌模式由台灣移轉於國際其他舞台。同時這樣的決議不但震撼了廠商間技術研發與商業競爭的發展,更牽動了敏感的政治神經。
因此可以想見封測產業的發展不論就技術或者產業管理的層面,都將成為未來政策規劃所關注的焦點,因此本文將自技術的角度出發,解析全球先進封裝技術的發展,進一步探討封測產業的趨勢。內容鋪陳上,將先以產品為主軸,針對不同國家對已公開專利以及早期公開的專利資料分別進行分析,最後輔以產業的觀察與重大事件的影響來做綜整。
封裝技術的優勢—SoC vs. SiP
從市場面來觀察,近年的半導體趨勢漸漸由PC轉為消費性電子,消費性電子對於晶片微型化的需求較PC產業更為強大,同時系統也必須兼顧系統穩定以及成本的考量,因此具有成本優勢的先進封測技術便成為許多消費性電子產品的首選。原本預期SoC(System on Chip)技術能帶來最佳的解決方案。
但是SoC在設計與製造雙雙面臨極限下,仍有待更進一步的技術突破,甚至Intel於2003年International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)中提到,由於要將數位邏輯、記憶體、類比等功能整合在同一晶片中,所需要的額外光罩製程過多,成本也過高,將會大大阻礙系統單晶片(SoC)的發展。同時宣告系統單晶片已死,並指出,未來半導體產業轉向多晶片3D堆疊技術的系統封裝(SiP)發展(注1)。儘管這樣推斷SoC已死的說法過度的誇張,但是基於系統的複雜度與時效性下,SoC在無法如預期成為主流趨勢,反而凸顯了SiP(System in Package)等先進封測技術未來發展的可能性。
因此綜觀SiP優於SoC的條件大概如下:
(一)SoC技術整合的問題影響了上市時間
一般晶片的從設計到製造到封裝的流程大致上如圖1。
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