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半导体产业板块大移动

异构整合年代用以增值的技术是封装,封装测试慢慢走向舞台中央是自然的发展。Brewer Science

现在还在半导体产业一在线工作的人,特别是在台湾,对半导体产业链以设计、制造、封装、测试完成后用之于系统的垂直分工业态大多视之为理所当然。当然,业界中IDM的龎然大物如英特尔、德仪、英飞凌、三菱等仍然鲜蹦活跳,但是产业垂直切割分明的加值环节观念已深植人心。

但是在技术变迁的潮流下,兼之有贸易壁垒的市场分割,原先稳定了很久的产业链型态开始要重整了。技术变迁的大环境是摩尔定律的趋于迟缓,更近景的原因是异构整合。

虽然台积电先在2008年成立了导线与封装技术整合部门,但比较有策略意义开第一枪的是三星于2012年发布3DIC的Wide-IO界面标准。摩尔定律趋缓事实上并不起于此时今日,过去的驱动技术DRAM在2000年后微缩的力道就乏了,赶不上处理器的逻辑制程。这也反应在产品应用上的困难,DRAM的界面很难与处理器在带宽和速度上匹配,因此必须靠制程以外的手段来处理,高级封装就是近乎唯一的解决方案。

2016年台积的整合型扇出(Integrated Fan Out;InFO)取得商业上的成功,这也意味着策略上的大转变。同年异构整合路线图出炉,替代原先以摩尔定律为主轴的ITRS路线图,变成业界的共识。晶圆制造此一加值环节经营好的、技术领先的毛利极高;封装测试的毛利较次,要靠其它的营业手段来增加总盈利。两个加值环节不是一种业务模式,所以从前晶圆代工和封测业垂直分工可说天经地义。

之所以要从毛利高的环节走向毛利较次的环节,理由充份:先进封装已经成了晶圆代工中的核心竞争能力一部分。以竞争理论来看,将多重核心环节纳入自己的价值链,当然有助于竞争力的提升。尤其在在存储器和处理器—包括中央处理器、图像处理器、人工智能芯片等—这两大区块,晶圆制造厂莫不争相投入先进封装测试的研发和建厂,以期在未来的高性能计算此一市场变成主控的一方。

封装测试产业在使用先进制程制造的产品上推展业务不如晶圆厂得力。但是半导体产品又不是只有处理器,像今年因5G而兴的将射频前段、射频、天线阵列异构整合的产品就是设计公司或系统公司与封测公司策略联盟,明年预计还有矽光子会加入行列,这是5G发展的第二步—在终端和基站完善后,大量的数据流向云端,矽光子应运而兴。在这些产品上封装测试厂就施展得开手脚,甚至有些优势。

异构整合年代用以增值的技术是封装,封装测试慢慢走向舞台中央是自然的发展。另一个对封装测试厂有利的因素是系统公司竞争力的考量:如果主要的芯片在代工厂制作,而其它零件的2.5D/3D封装也在晶圆代工厂做,那系统公司的价值在那里?做品牌?还是装机壳子?虽然代工厂有严格的职业纪律,但是将公司的主要价值创造委托于单一晶圆制造厂商,风险是个考量。

异构整合的主要价值创造是由应用来创造半导体价值,这在设计业发生得最为明显。许多网络、手机系统业者已逐渐将核心芯片的设计权收在手中,毕竟芯片应用是由系统公司来定义的,而成功的例子比比皆是。

异构整合所引起半导体业内板块移动方兴未艾,重新排列的样态会随技术的发展而反应改变。譬如三维单晶堆栈技术如果发展成熟,其性能可能会比3D封装更强,则晶圆厂的支配性角色就无可避免。又或存储器计算终将实现,存储器厂商在高性能计算的掌控可能比逻辑代工厂要强。一切都在未定之天,但产业板块变化已开始发生却是肯定的。

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教于中央大学,后转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾于 Taiwan Semicon 任谘询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。现在于台大物理系访问研究,主要研究领域为自旋电子学相关物质及机制的基础研究。