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掌握异质集成趋势 迎接5G与AI应用大商机

  • 林佩莹台北

SEMI与台湾人工智能芯片联盟共同举办异质集成产业座谈会,邀请益华计算机、欣兴电子、日月光、戴乐格半导体与摩根士丹利(Morgan Stanley)等各领域专家参与座谈,从不同角度全面剖析异质集成的技术趋势。

观察5G与AI引爆各种新兴科技应用,半导体领域的发展也备受期待,当芯片的效能、耗能、尺寸及成本相继成为中高阶应用共同面临的挑战时,具备高度芯片集成能力的异质集成(Heterogeneous Integration)芯片设计创新与封装技术,被视为后摩尔时代下延续半导体产业发展的动能。

为了有效掌握其重大挑战与崭新的商业契机,SEMI与台湾人工智能芯片联盟(AITA)共同举办「异质集成产业座谈会」,于2020年6月5日以「Heterogeneous Integration enables 5G and AI」为主题的在线活动,特别邀请日月光(ASE)、欣兴电子(Unimicron)、(德商)戴乐格半导体(Dialog Semiconductor) 、益华计算机(Cadence) 、台湾人工智能芯片联盟(AITA)等各领域专家参与座谈,从不同角度全面剖析异质集成的技术趋势,一探未来竞争优势,以打造跨产业领域的交流平台,协助厂商发掘潜在商机,持续向新世代制程迈进。

SEMI敬邀各领域专家参与异质集成产业座谈会,打造跨产业领域交流平台,协助厂商发掘潜在商机。

异质集成技术挑战与门槛高,缔造台湾高阶半导体制程服务的里程碑

日月光半导体制造股份有限公司副总经理洪志斌的引言,提点2016年由ITRS所公布的异质集成技术蓝图(HIR),让产业界开始按部就班解决异质集成带来的技术挑战,以迎接随即升火待发的商业机会。异质集成工作小组从不同的主流应用中,聚焦于高效能运算(HPC)、5G等应用,找到全新立足点。洪志斌观察到随著新进封装方案的推陈出新,将重塑半导体生态系统与供应链之间的合作模式。

洪志斌强调,未来高阶应用势必提供异质集成技术更大的舞台,除了解决大量提升I/O密度的瓶颈,同时需要兼具超薄、高I/O脚数与高频讯号屏蔽等必备的优势。无论是晶圆级先进封装服务,以及OSAT与载板供应链伙伴的合作,藉由产业界积极合作所打造的平台,让异质集成技术所聚集的生态系统与供应链阵容正逐步茁壮,并展现强烈成长企图心。

欣兴电子Carrier事业处研发部副总经理陈裕华指出IC载板(Substrate)在异质集成技术上的挑战是相当严苛,无论是PCB厚度、高密度、细间距与高阶自动化制程完整度等问题,实际设计挑战都非常可观,虽然机会也随之而来,但要满足高阶封装厂客户所需,除耗时外,成本更是水涨船高,尤其是部分外部材料(Foreign Materials)的专利保密,往往导致信息不够透明,无法及时找出提升良率的对策,对于载板工程团队而言,都有相当的冲击,仍亟需深化合作伙伴关系的建立,才有可能携手突破技术上的瓶颈。

半导体封装技术不断提升已达到多功能化、高密度性及低成本等要求,透过异质集成、高传输效率与低成本等要求,举凡5G、AI的新世代应用,为了达成客户的需求,制程最佳化要求下,将会增加材料与设备的复杂度。然而技术与制程的演进仍会持续进步与升级,藉由搭配载板生产线投资及自动化机台设计,IC载板仍可望为台湾在先进封装制程上持续扮演关键性的地位。

供应链与跨界生态系强化紧密伙伴关系,群策群力深化蓝海发展策略

(德商)戴乐格半导体亚洲总部总经理刘彦劭呼应供应链与生态系伙伴关系的议题,强调紧密的伙伴关系,远比只是生意往来的客户与供应商的关系,更来的重要。刘彦劭对于台湾半导体产业的竞争优势非常看好,举凡丰沛的设计研发人才、优异的半导体发展环境与群聚优势,同时还具备严谨的智能财产权保护机制,这些放诸四海而不多见的优势都是台湾半导体产业深获客户青睐的主因。

刘彦劭特别强调,因为台湾透过半导体制程演进与应用工程技术的大举投资,兢兢业业为芯片功能最佳化做出重要贡献,发挥在地化制造,彰显台湾半导体产业的全球价值,对于异质集成先进的封装技术与昂贵的成本,唯有坚实的供应链伙伴关系的建立,才能增加沟通效率,有效克服技术挑战,并寻求蓝海策略的良性竞争与合作,这更是发展异质集成技术的成功之道。

益华计算机产品技术处处长孙自君认为EDA工具是解决系统连接复杂性与电信分析不可或缺的伙伴,从IC载板、封装到芯片设计的跨域工程挑战,益华计算机全流程智能系统设计平台(Intelligent System Design;ISD)产品提供从半导体的纳米、封测的微米与PCB板需要的微/毫米等级的从Pin/Pitch, I/O model,热与电的完整解决方案,对于支持各种不同技术需求与设计,协助客户有效缩短设计周期、提高设计质量与降低成本。

孙自君强调异质集成技术在矽中介层(Silicon Interposer)设计上的难度,目前EDA工具已能有效且完整的来协助包括5G天线封装(AiP)与HBM等更复杂结构的设计,同时能帮助台湾半导体生态系统伙伴快速适应异质集成市场。

台湾人工智能芯片联盟(AITA)执行秘书张世杰认为新世代AI芯片设计难度高,无可避免的需要面对高成本与低良率的制程严苛挑战。产业界目前使用FPGA解决少量量产的问题,也透过额外电路(Redundancy)设计来改善生产良率。AITA联盟透过组成SIG(Special Interest Group)小组,启动产学研连结,一起合作打造AIoT量产平台以寻求最佳的解方,以降低开发风险及提高成功机率。

即将在9月23~25日登场的SEMICON Taiwan 2020,将于展会中聚焦下一波半导体发展关键的异质集成技术,包含SiP Global Summit 2020,深入研讨Advanced Packaging Platform 2.0、Moore’s Law 2.0与SiP 2.0等重要的议题;以及异质集成创新技术馆,将以5G、AI为主轴,展示IC Design与先进封装等技术。希望对异质集成先进封装技术与芯片设计创新有兴趣的贵宾,届时一同共襄盛举,共同关心台湾异质集成技术的发展,期望对全球半导体产业发挥重要贡献。