3D IC將(jiang)是(shi)半(ban)導(dao)體業者站穩手機晶(jing)片(pian)市場(chang)的必備武器。平價高規(gui)智慧型手機興(xing)起，已加速驅(qu)動內部晶(jing)片(pian)整(zheng)合與制(zhi)程演進；然而，20奈米以下(xia)先(xian)進制(zhi)程研(yan)發(fa)成本極高，但所帶(dai)來的尺寸與功耗(hao)縮減效益卻相對有限，因此(ci)半(ban)導(dao)體廠已同步展開3D IC技術研(yan)發(fa)，以實現更高的晶(jing)片(pian)整(zheng)合度，其中(zhong)，三星已率先(xian)宣布將(jiang)于2014年導(dao)入量產。
拓墣(pu)產業研(yan)究所(suo)半導(dao)體中心研(yan)究員蔡宗廷認為，MEMS技術將(jiang)是手機設計差異化(hua)的關鍵，包括MEMS自動(dong)對焦(jiao)和(he)振蕩器的出貨成(cheng)長均極具潛力(li)。
拓墣產(chan)業研究(jiu)所半導體中心研究(jiu)員蔡宗廷表(biao)示，2013～2015年(nian)手機(ji)內部晶片將以應用處(chu)理(li)器(qi)(qi)為核心不斷向外整并，并導入20奈米(mi)(nm)以下(xia)先進制程(cheng)，包括(kuo)基頻處(chu)理(li)器(qi)(qi)、聯網模組及射(she)頻(RF)收發器(qi)(qi)均將合(he)而為一。此外，電(dian)(dian)源、影(ying)音和觸控IC也將逐(zhu)步(bu)整合(he)成系統單晶片(SoC)；而各種微機(ji)電(dian)(dian)系統 (MEMS)感測器(qi)(qi)則(ze)透過封(feng)裝(zhuang)技術組成感測器(qi)(qi)集線(xian)器(qi)(qi)(Sensor Hub)，屆時手機(ji)內部標配晶片將從2012年(nian)的十二(er)顆，迅速縮(suo)減至六(liu)顆左右(you)。
眾所皆知，提高晶片整(zheng)合度的關鍵(jian)在于(yu)制(zhi)程微縮，然而，晶圓廠從28奈(nai)米(mi)跨入20奈(nai)米(mi)后，因面(mian)臨(lin)半導體材(cai)料物理特性極(ji)限，以及鉅額的設備、矽智財 (IP) 投(tou)資，閘極(ji)制(zhi)作成本卻僅(jin)能(neng)(neng)下降3.34%，遠遠落后前幾(ji)代10～33%的水準；而面(mian)積也只縮減28%，不(bu)如先前每一代演進(jin)大多能(neng)(neng)達(da)到40%的改善；種種因素將導致20奈(nai)米(mi)約當八(ba)寸晶圓價格飆(biao)漲35.42%。
隨著制程微縮的投資報酬率逐(zhu)漸失衡，半導體(ti)業(ye)者(zhe)已開(kai)始(shi)加重研發3D IC，期(qi)取得較佳的下世代產(chan)品開(kai)發效益。日前(qian)在2013年新加坡國際(ji)半導體(ti)展(SEMICON Singapore)中，三星、高通(Qualcomm)均已揭橥新一代Wide I/O記憶(yi)體(ti)加邏輯晶片(pian)的立體(ti)堆疊設計方案，前(qian)者(zhe)因同時擁(yong)有記憶(yi)體(ti)與應用處理器技術(shu)，更(geng)一馬當(dang)先宣布將(jiang)于2014年導入量產(chan)。
對(dui)封(feng)測業(ye)者而(er)(er)言，3D IC更將是鞏固未(wei)來營收的(de)重(zhong)要(yao)武器。蔡宗廷分析，一旦手機標配晶片的(de)封(feng)裝需求砍半，將大幅影響封(feng)測廠營收來源，因(yin)而(er)(er)刺激矽品(pin)和星科金朋(peng)(STATS ChipPAC)，積極布局技術含量及毛利較(jiao)高的(de)3D IC封(feng)裝技術，包括(kuo)晶片面對(dui)面堆疊(F2F Stacking)、2.5D矽中介層(Interposer)等。
除(chu)封測廠外(wai)，臺(tai)積電也全(quan)力沖刺CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)制程(cheng)商用，吸引半導(dao)體設(she)備(bei)廠加(jia)(jia)(jia)緊部署新方案。蔡宗廷透(tou)露，3D IC須進行矽穿孔(TSV)，流(liu)程(cheng)相當耗時，導(dao)致成本居高(gao)不下(xia)；為此，東京威力科創(Tokyo Electron)近期已發(fa)布一套新流(liu)程(cheng)，并透(tou)過改良蝕刻(Etching)、清洗(Cleaning)和內埋(Liner)等設(she)備(bei)，節省晶(jing)圓阻(zu)擋(dang)層(ceng) (Barrier)、化(hua)學機(ji)械研磨(CMP)及清洗的制作時程(cheng)，讓3D IC晶(jing)圓生產加(jia)(jia)(jia)快一倍。同時，由(you)于臺(tai)積電正逐漸增加(jia)(jia)(jia)在地采購(gou)比重，因此臺(tai)商鴻碩也已投入研發(fa)3D IC蝕刻設(she)備(bei)，積極爭(zheng)取訂單(dan)。
蔡宗廷強調(diao)，行動裝置平價(jia)(jia)高規的(de)發展勢(shi)不可當，以蘋(pin)果(Apple)為(wei)例(li)，從(cong)2010年推出售價(jia)(jia)約650美元的(de)iPhone 4以來(lai)，2011～2012年的(de)下兩代產品(pin)價(jia)(jia)位(wei)均維持同(tong)樣水準，但包括顯示器(qi)、處(chu)理器(qi)和記(ji)憶體規格卻大(da)幅躍進(jin)；同(tong)樣的(de)狀況也發生(sheng)在其他(ta)Android手機品(pin)牌上(shang)，因而加重晶片商產品(pin)整(zheng)合(he)度、生(sheng)產成(cheng)本壓(ya)力。
