台积电先进封装队的成员有哪些?

台积电和三星于先进封装的战火再起。

2020年,三星推出3D封装技术品牌X-Cube,宣称在7纳米芯片可直接堆上SRAM内存,企图在先进封装拉近与台积电的距离。几天之后,台积电总裁魏哲家现身,宣布推出自有先进封装品牌3D Fabric,台积电最新的SoIC(系统集成芯片)备受瞩目。

时间拉回2015年,三星和台积电分头生产苹果iPhone使用的A9处理器;三星是全球内存龙头,拿出14纳米技术生产芯片,台积电用的是16纳米和InFO封装技术。结果,网友发现,三星版芯片续航力不如台积电版,从此台积电年年独吞iPhone处理器订单。

台积电独吞iPhone处理器订单的秘密

过去4年,台积电利用先进封装争到的商机,远不只iPhone处理器,像2020年股价狂飙的AMD(超微),最新版芯片就用上先进封装技术。打开AMD最新处理器,能看到用7纳米制造的核心芯片,外围单位则是用14纳米制造,再利用先进封装组成一颗芯片;通过这种方法,AMD只要增加芯片上的核心芯片数量,就能快速提高芯片性能,市场占有率也因此不断提升。

此外,富士通开发的超级计算机芯片、Nvidia(英伟达)的特斯拉绘图芯片、博通的下一代AI芯片、赛灵思的FPGA芯片,全都是台积电先进封装的客户。

台积电最新的SoIC威力更强。根据台积电的公开信息,这项技术可以任意组合各种不同制程的芯片,除了内存,甚至还能直接把传感器一起封装在同一颗芯片内。未来当你拍下一张照片,图片从接收、存储到识别图片,过去一个计算机系统才能完成的事,有可能用一颗芯片就能完成。根据台积电公布的资料,台积电的SoIC+ 封装技术,线路密度会是2.5D芯片封装的1千倍。

业界人士透露,未来苹果会用更多先进封装服务,苹果的M1芯片2020年是用传统的BGA封装,2021年会改用芯片级封装;因此,台积电虽然现在已经有4座先进封装厂,却还积极在苗栗兴建新厂。随着先进封装的崛起,一条新的产业链也因此浮现,以下几家公司会是台积电先进封装队的成员。

精材接收台积电芯片级测试业务

队员1:精材。精材团队研究先进封装多年,过去精材的主要业务之一,就是把图片传感器与逻辑IC,利用芯片级封装制成一颗IC。不过,2020年下半年开始,精材会扮演台积电体系芯片级测试厂的角色,原有的图片传感先进封装业务将逐渐缩小,外界传出,台积电将把毛利较低的芯片级测试业务交给精材,由第3方将设备转移给精材,精材则负责运营及管理。

“苹果希望降低成本,台积电希望拉高毛利率,精材因此成为最佳选择。”业界人士透露,精材近期股价震荡,因为市场对2021年精材是否会有新订单,看法不一。2020年精材前11个月的营收已创下成立17年以来的历史新高。

队员2:南电。先进封装带来的产业改变,除了影响封测业,也对PCB(印刷电路板)厂带来重要影响,南电就是最佳代表。

一位封测企业观察,当台积电刚开始推出先进封装时,由于这种技术可以把分布在PCB板上的好几颗芯片,直接集成进一颗芯片,“南电一整条PCB产线就不见了!”

但是,先进封装也是PCB企业的机会,因为在先进封装技术里,还是要把芯片放在高精密度的载板上,才能让芯片连上实体线路。“如果以前的PCB电路是平面道路,载板就是立体高架道路。”产业人士分析,载板的制造要求越来越接近半导体,在最精密的载板上,线路宽度已经只剩下几个微米,在一片指甲大小的载板上,要能容纳成千上万的线路。

因此,先进封装流行的证据之一,就是ABF载板供不应求,这种材料符合当前对高频通信、高速运算的需求,才能承担连接昂贵芯片的任务。“高端的ABF载板,良率几乎是零。”业界人士透露,因此台积电、力成都紧盯着载板厂的生产进度。一家封测厂高层就表示:“载板的供应状况,现在直接影响先进封装产能。”

南电、欣兴载板缺货潮下的大赢家

ABF大缺货,南电的获利状况也跟着起飞;2019年第3季,南电毛利率只有3%,2020年第3季却上升到14%。说明会时南电也表示,过去载板是日本较有优势,但是现在ABF载板产业链正在转移,台湾由于在芯片制造、封装市场占有率都是全球第一,台厂制造载板自然更有优势。

南电2020年的资本支出,四分之三用在ABF等载板,2020年底南电昆山厂将完成ABF产线扩建。此外,系统级封装(SiP)应用层面增加,像AirPods无线耳机,以及5G带动的天线模块封装需求,也让BT载板需求也跟着增加。

队员3:欣兴。欣兴是全球ABF载板最大供应商。几年前,业界对ABF载板发展看法不同,生产这种载板不只投资大,技术也有一定难度,但欣兴在董事长曾子章要求下,积极扩张ABF产能,因此成为这一波缺货潮中的胜利者。

现在,欣兴早已是英特尔、台积电重要的策略伙伴。英特尔等大厂会跟欣兴等供应商合作生产,特定载板只能供旗下产品专用,在产能吃紧时,这种做法才能确保供货,载板厂的重要性可见一斑。

队员4:弘塑。台湾在先进封装的发展,也给了本土设备和材料厂新的发展机会。过去,半导体制程中的设备和材料,要求较一般电子制程高,多半是外商天下,但这一次台积电等公司发展先进封装时,为了加速推进研发制程,也会给当地厂商机会。由于台积电制程研发多半采A、B两组竞争,找到愿意全力配合的厂商,对研发进程也很有帮助。

弘塑就是成功在台积电先进封装供应链卡位的台湾公司。

先进封装是台湾半导体设备和材料厂的新机会。(Source:台积电)

弘塑、长兴设备材料黏住护国神山

业界人士分析,弘塑在先进封装清洗用的设备和材料成功打进台积电,由于先进封装过程会发布大量杂质,就要依赖弘塑的清洗机台,用高压泵推动水柱清洁芯片表面,或是将超纯水雾化,深入芯片的每个缝隙吸附杂质。2019年,弘塑也开发出3D IC用的蚀刻机台,以及封装用的去光阻液,扩大在先进封装的市场占有率。

队员5:长兴化工。由于材料占先进封装成本三成以上,加上贸易战让半导体产业链对当地供应要求提高,台积电有意和台湾当地特用化学厂商加强合作,长兴化工过去多年在PCB用光阻等材料拥有重要地位,也开发出3D IC封装用材料Mold Under Fill,过去这块市场一直是美日厂商的天下,能提供的厂商屈指可数,但长兴开发出高流动性的封装材料,已打进台积电封装供应链。

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