【封測】解析先進封裝種類以及技術發展

隨著半導體前段製程的微縮面臨技術和成本挑戰，為了繼續提升單位面積的電晶體數量，晶圓代工廠和封測廠正共同推動先進封裝技術的發展。

先進封裝就是將不同種類的晶片透過封裝、堆疊技術整合在一起，以提升晶片的性能、縮小尺寸、減少功耗。

先進封裝的種類有哪些?

依封裝平台的類型，先進封裝可分為覆晶、扇出型、扇入型、2.5D/3D等。

• 覆晶（Flip-Chip）：是通過將晶片連接到銲錫凸塊（Solder Bump），然後將晶片翻轉，使凸塊直接與基板（substrate）連接。

• 扇出型（Fan-Out Wafer-Level Packaging，FOWLP）：將晶片置於一個臨時載體上，並通過再分佈層將互連引出晶片範圍外，形成扇出結構，從而增加I/O引腳數量和密度。

• 扇入型（Fan-In Wafer-Level Packaging，FIWLP）：所有的互連都集中在晶片範圍內，適合I/O數量較少的晶片。

• 2.5D/3D：使用中介層（interposer）將多個晶片連接在一起，再利用TSV等連接技術將其垂直連接。

（圖片來源：MIC資策會產業情報研究所）

終端應用推動先進封裝發展，先進封裝將於2025年成為主流

隨著電子產品對性能不斷的追求，如高效能運算、網路通訊和消費性電子等應用需求將促使先進封裝技術往大面積、更高I/O密度發展。

根據Yole Group數據顯示，2023年全球封裝市場規模為940億美元，其中先進封裝市場占比50%，預期先進封裝佔整體封裝市場的占比將於2025年超過傳統封裝來到51.03%，並於2028年先進封裝市場規模將上升至786億美元，先進封裝市場占比將達到55%，年複合成長率(CAGR)達10.05%。

（資料來源：Yole，優分析整理）

先進封裝新技術-SoIC

NVIDIA引爆AI浪潮之下，CoWoS產能需求激增，驅使台積電積極擴充CoWoS產能，除了CoWoS之外，台積電還有另一個3D先進封裝技術-SoIC（System-on-Integrated-Chips）。

SoIC（System-on-Integrated-Chips）是業界第一個高密度3D小晶片堆疊技術，用於十奈米及以下的先進製程進行晶圓級的鍵合技術，而實現SoIC的關鍵在於Bumpless連接技術，取而代之Bump，則是透過矽穿孔（TSV）在晶片上以化學蝕刻或雷射的方式鑽孔，將多個晶片連結並垂直堆疊在一起。

（資料來源：台積電）

而且SoIC技術還可以和CoWoS技術以及和InFO技術結合，將SoIC晶片替代原先SoC晶片，使其在同樣的空間大小內，可以提升晶片的傳輸速度並且降低功耗以及成本。

（資料來源：台積電）

結論

隨著半導體前段製程的微縮面臨技術和成本挑戰，為了提升單位面積的電晶體數量，晶圓代工廠以及封測廠共同推動先進封裝技術的發展，再加上終端應用的需求驅使先進封裝技術往更大面積及更高I/O密度發展，由此可預期先進封裝產業後續的成長性是可以期待的。