應用材料(Applied Materials)日前宣布，其全球設備與製程創新暨商業化(EPIC)平台將擴展至先進封裝領域，並採用專為加速先進晶片封裝技術商業化而設計的新合作模式。為啟動這項計畫，應材集結超過二十多位半導體產業頂尖的研發領袖，鼓勵設備製造商、材料供應商、元件廠商與研究機構之間的聯盟合作。目標為加速推進新技術，應對次世代節能運算需求。 為推動先進封裝技術發展並加快商業化，應用材料將把EPIC創新平台擴大到先進封裝領域 連網裝置數量的急遽成長及AI的出現，為晶片產業創造大幅成長機會。與此同時，產業也面臨一些挑戰，其中最顯著的為由於支援AI發展所需的強大運算能力，導致的能源消耗出現指數成長。為此，晶片製造商與系統設計人員愈朝向先進封裝與多晶片異質整合邁進，以實現更高能效的系統性能。 應用材料公司半導體產品事業群總裁Prabu...

封裝設備業者Kulicke & Soffa(K&S)在SEMICON Taiwan 2023期間，揭露其免助焊劑熱壓接合技術，在OSAT產業引發關注。在2024年SEMICON Taiwan，K&S宣布該技術已經在客戶端成功導入。同時，K&S也推出可以在某種程度上替代矽穿孔(TSV)的垂直打線技術，實現更低成本的晶片堆疊封裝。 K&S先進封裝產品行銷資深經理鄭守鈞指出，助焊劑是焊接製程中常見的輔助材料，可以清潔焊接面並增加焊錫流動性。但在焊接完成後，助焊劑必須被清理乾淨，不能殘留在焊點上，所以在焊點隨著I/O密度提高而越來越小，晶片/基板的尺寸又不斷增加之際，如何徹底清除焊接後殘留的助焊劑，變成一大技術挑戰。如果能找到替代助焊劑的材料，封裝產業就可以用已經非常成熟的熱壓接合(Thermal...

關於高頻寬記憶體(HBM)的討論非常熱烈。隨著人工智慧(AI)的不斷發展，市場對於HBM的需求也不斷增加。許多大型科技公司都在HBM上投注資源，以滿足客戶的需求。HBM是一種進階的電腦記憶體，旨在以更低的耗能提供更快的資料存取速度。對於人工智慧而言，HBMs可以成為提升效能和降低記憶體晶片功耗的關鍵組成。 HBM採用3D堆疊技術，利用先進的封裝技術將多層元件垂直整合。將專用的動態隨機存取記憶體(DRAM)晶片垂直堆疊，並透過高速通道將它們連接起來，可實現執行複雜人工智慧任務所需的快速數據交換。新興成長驅動因素如生成式人工智慧和資料處理等應用，雖處於起步的階段，但可預期將帶動HBM的市場潛力保持強勁。 凸塊和TSV實現HBM3 HBM3是目前這一代的HBM，它有兩個關鍵元件，可以增加垂直堆疊積體電路(也稱為晶粒)的數量，進而提高記憶體容量和效能。第一種是微凸塊，即在晶粒上形成的微小焊點。第二種是矽穿孔(TSV)，它是從晶圓正面策略性蝕刻並填充銅的孔洞。記憶體晶粒透過一系列TSV連接在一起。然後，連接的微型凸塊，將在記憶體模組中堆疊封裝的裝置之間建立小型、快速的電氣連接。 數位化應用 機器學習 HBM的獨特設計有利於在處理器和記憶體之間快速傳輸資料，進而最佳化人工智慧任務，例如機器學習與人工智慧。人工智慧訓練和推論是機器學習的兩個不同階段，訓練是指人工智慧從資料中學習，更新參數以找到模式或規則，並將每個輸入對應到特定輸出。人工智慧推論是指人工智慧系統使用訓練有素的模型對新資料進行預測，而無需人工干預。 機器學習和人工智慧的一個範例就是Siri或Alexa這樣的虛擬助手。這些人工智慧系統使用機器學習演算法來理解和回應使用者的指令和詢問。 自動駕駛 如果要實現自動駕駛，人工智慧需要在不受人類駕駛影響的情況下進行規畫和行動，這就需要進行資料密集型處理。人工智慧的影像識別、決策能力、感官功能以及資料建模能力可以透過高頻寬記憶體同時實現。 影像辨識 影像識別使用的是機器學習的分支，即深度學習。透過各種演算法，人工智慧可以分析成千上萬的影像和海量資料。影像識別的一個範例是Google...

3D封裝隨著生成式人工智慧(AI)衍生的大量算力需求，備受市場矚目。3DIC整合處理器與記憶體，降低資料傳輸的延遲與功耗，也大幅提升晶片的運算效能。然而3D封裝中晶片堆疊的結構複雜，仍要克服散熱、翹曲等挑戰。面對不同的材料特性，IC設計階段透過可靠度分析，試圖解決散熱及翹曲問題，3D封裝設備則有助於3DIC製造的穩定性。 在3D封裝之前，2.5D封裝也受到市場高度關注。宜特科技故障分析工程處處長沈士雄博士(圖1)表示，2.5D封裝主要應用於行動中裝置，可滿足手機對於產品輕、薄且功能多元的需求。 圖1　宜特科技故障分析工程處處長沈士雄博士 然而AI對於晶片的需求不僅止於尺寸與功能，更需要足夠的算力。從過去幾年虛擬貨幣的挖礦熱潮開始，為晶圓代工廠的3DIC業務帶來新一波的成長，延伸到目前ChatGPT的發展。上述的市場變化，展現出現階段人類對於算力的需求，必須透過3DIC實現。 在先進製程的晶片中，封裝技術在晶片中整合一個系統，並且晶片尺寸輕、薄、短、小，因此必須採用3D封裝技術。3D封裝技術開始受到半導體廠商採用，才是半導體將蓬勃發展的重要轉折點，因為3D封裝有助於在晶片中整合最先進的半導體技術與晶片功能。例如HPC與車用電子的發展，就會帶動3D封裝的應用。 散熱/翹曲挑戰待克服 3D封裝有效提高晶片效能，但仍要克服散熱及翹曲等技術瓶頸。從材料的角度分析，材料的選擇與整合方式都會影響晶片的散熱能力。在晶圓堆疊時，如果兩片晶圓翹曲的方向不一致，就會難以執行。而Bonding方式多元，包含直通矽晶穿孔(Through-Silicon...

2020下半年隨著DDR5標準釋出，產業內積極布局，並預估2021年可能成為DDR5發展的元年。日前三星(Samsung)宣布拓展DDR5 DRAM產品組合，推出採用High-K Metal Gate(HKMG)製程生產的DDR5記憶體顆粒，以及由此顆粒組成的512GB...

從SiP概念延伸而來的Chiplet設計思維，在先進製程發展速度趨緩，加上許多電路功能其實並不適合以最先進製程實作，使得晶片設計者有更大的誘因將SoC設計化整為零，拆分成眾多Chiplet。但設計理念...

半導體線寬/線徑的微縮遭遇技術挑戰，晶片或裸晶的整合成為推升半導體效能的另外一個手段，透過封裝技術的發展讓晶片效能改善得以維持摩爾定律的推進，先進封裝更將是未來幾年市場關注的焦點。

DDR記憶體架構演進落後運算加速創新，HBM2縮短訊號傳輸距離，增加記憶體頻寬提高系統性能，可為資料庫搜索與分析、機器學習推論提供加速功能。

人類智慧、人工智慧及半導體晶片的加成，使得越來越多的應用領域相應而生，包含智慧醫療、穿戴裝置、行動裝置、航太與國防、資料中心及自駕車等。

隨著各種異質運算加速器的發展，很多過去受限於運算能力不足的應用領域也得到極大進展。然而，加速器解決方案也透露出新的速度限制因素，例如「資料移動」便是其中一項。這類資料移動通常發生在DDR記憶體到運算單...

半導體產業正處於轉折點。CMOS技術發展速度放緩，加上成本不斷上升，促使業界依靠IC封裝來維持摩爾定律的進展。因此，先進封裝已經進入最成功的時期，原因來自對高整合的需求、摩爾定律逐漸失效，運輸、5G、消費性、記憶體與運算、物聯網、AI和高效能運算(HPC)的大趨勢。 市場研究和戰略諮詢公司YoleDéveloppement(Yole)最新研究指出，在經歷了兩位數的成長並在2017和2018年實現創紀錄的營收之後，Yole預計2019年半導體產業將出現放緩。然而，先進封裝將保持成長趨勢，同比成長約6%。總體而言，先進封裝市場將以8%的年複合成長率成長，到2024年達到近440億美元。相反，在同一時期，傳統封裝市場將以2.4%的年複合成長率成長，而整個IC封裝產業CAGR將達5%。 預計2.5D/3D...

根據產業研究機構Yole Développement(Yole)的研究指出，像HBM和CIS這樣的硬體創造了TSV的大部分收入。2023年整體堆疊技術市場將超過57億美元，年複合成長率(CAGR)為27%，2.5D/3D...