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半導體產業板塊大移動

  • 林育中

異構整合年代用以增值的技術是封裝,封裝測試慢慢走向舞台中央是自然的發展。Brewer Science

現在還在半導體產業一線上工作的人,特別是在台灣,對半導體產業鏈以設計、製造、封裝、測試完成後用之於系統的垂直分工業態大多視之為理所當然。當然,業界中IDM的龎然大物如英特爾、德儀、英飛凌、三菱等仍然鮮蹦活跳,但是產業垂直切割分明的加值環節觀念已深植人心。

但是在技術變遷的潮流下,兼之有貿易壁壘的市場分割,原先穩定了很久的產業鏈型態開始要重整了。技術變遷的大環境是摩爾定律的趨於遲緩,更近景的原因是異構整合。

雖然台積電先在2008年成立了導線與封裝技術整合部門,但比較有策略意義開第一槍的是三星於2012年發佈3DIC的Wide-IO界面標準。摩爾定律趨緩事實上並不起於此時今日,過去的驅動技術DRAM在2000年後微縮的力道就乏了,趕不上處理器的邏輯製程。這也反應在產品應用上的困難,DRAM的界面很難與處理器在頻寬和速度上匹配,因此必須靠製程以外的手段來處理,高級封裝就是近乎唯一的解決方案。

2016年台積的整合型扇出(Integrated Fan Out;InFO)取得商業上的成功,這也意味著策略上的大轉變。同年異構整合路線圖出爐,替代原先以摩爾定律為主軸的ITRS路線圖,變成業界的共識。晶圓製造此一加值環節經營好的、技術領先的毛利極高;封裝測試的毛利較次,要靠其它的營業手段來增加總盈利。兩個加值環節不是一種業務模式,所以從前晶圓代工和封測業垂直分工可說天經地義。

之所以要從毛利高的環節走向毛利較次的環節,理由充份:先進封裝已經成了晶圓代工中的核心競爭能力一部分。以競爭理論來看,將多重核心環節納入自己的價值鏈,當然有助於競爭力的提升。尤其在在記憶體和處理器—包括中央處理器、圖像處理器、人工智慧晶片等—這兩大區塊,晶圓製造廠莫不爭相投入先進封裝測試的研發和建廠,以期在未來的高性能計算此一市場變成主控的一方。

封裝測試產業在使用先進製程製造的產品上推展業務不如晶圓廠得力。但是半導體產品又不是只有處理器,像今年因5G而興的將射頻前段、射頻、天線陣列異構整合的產品就是設計公司或系統公司與封測公司策略聯盟,明年預計還有矽光子會加入行列,這是5G發展的第二步—在終端和基站完善後,大量的資料流向雲端,矽光子應運而興。在這些產品上封裝測試廠就施展得開手腳,甚至有些優勢。

異構整合年代用以增值的技術是封裝,封裝測試慢慢走向舞台中央是自然的發展。另一個對封裝測試廠有利的因素是系統公司競爭力的考量:如果主要的晶片在代工廠製作,而其它零件的2.5D/3D封裝也在晶圓代工廠做,那系統公司的價值在那堙H做品牌?還是裝機殼子?雖然代工廠有嚴格的職業紀律,但是將公司的主要價值創造委託於單一晶圓製造廠商,風險是個考量。

異構整合的主要價值創造是由應用來創造半導體價值,這在設計業發生得最為明顯。許多網路、手機系統業者已逐漸將核心晶片的設計權收在手中,畢竟晶片應用是由系統公司來定義的,而成功的例子比比皆是。

異構整合所引起半導體業內板塊移動方興未艾,重新排列的樣態會隨技術的發展而反應改變。譬如三維單晶堆棧技術如果發展成熟,其性能可能會比3D封裝更強,則晶圓廠的支配性角色就無可避免。又或記憶體計算終將實現,記憶體廠商在高性能計算的掌控可能比邏輯代工廠要強。一切都在未定之天,但產業板塊變化已開始發生卻是肯定的。

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。現在於台大物理系訪問研究,主要研究領域為自旋電子學相關物質及機制的基礎研究。