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半导体

入局先进封装,封测企业未来的路要怎么走?

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近日,英特尔、AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、Google云、Meta(Facebook)、微软等十大行业巨头联合成立了Chiplet标准联盟,正式推出了通用Chiplet的高速互联标准“Universal Chiplet Interconnect Express”(通用芯粒互连技术,简称“UCIe”),旨在定义一个开放的、可互操作的Chiplet生态系统标准。然而,这个十家半导体巨头中,仅仅只有日月光一家封测企业。

随着后摩尔时代的到来,先进封装的重要性也日益凸显。Yole Developpement预计,2027年,全球先进封装市场收入将达到78.7亿美元,远远高于2021年的27.4亿美元。预计2021年至2027年间,先进封装市场的复合年增长率将达到19%。

然而,目前占据先进封装市场的并非传统封测企业,晶圆厂商正占据主导地位。随着Chiplet标准联盟的成立,晶圆厂商在先进封装领域将会更加拥有话语权,对于封测厂商而言,未来的路该怎么走?

封测厂商较为被动

作为先进封装领域最重要的技术之一,Chiplet技术一直广受关注。然而,Chiplet技术缺少统一的接口标准,而这对于Chiplet技术的发展有着至关重要的影响,也造成了各种异构芯片的互连接口和标准设计在技术和市场竞争方面难以平衡性能和灵活性。因此,UCIe联盟的出现,可谓是给先进封装领域带来了莫大的福音。然而,这也使得传统的封测厂商有些“慌了神”。

传统的封测企业主要是为Foundry公司做IC产品封装和测试的产业链环节,主要业务在传统封测工艺。因此,在先进封装方面,与晶圆厂商相比,封测厂商并不占优势。

数据显示,2021年半导体厂商在先进封装领域的资本支出约为119亿美元。其中,英特尔、台积电两大晶圆厂商占据一、二名,二者资本支出份额合占了45%,而第三名才是封测厂商日月光。

知名业内专家莫大康向《中国电子报》记者表示,从国际上Chiplet技术较为领先的企业来看,Chiplet技术并非由封装企业来主导,而是由Fabless企业主导,外加代工产业的大力支持。这是由于Chiplet技术涉及很多不同的产业,例如,涉及如何分割、分割后的联结、RDL技术、重新布线等等,因此仅封装厂来操作有一定的困难。

此次成立Chiplet标准联盟的十家行业巨头中,仅仅只有日月光一家封测厂,意味着Chiplet的互联标准主要由前道工序厂商把控,这也使得作为后道工序的封测厂商显得较为被动。

封测厂商为何不可或缺?

然而,Chiplet标准联盟的设立,并不意味着封测厂商就要被替代。相反,封测厂商在先进封装领域依然有着不可替代的地位,且同样有机会与晶圆厂商同台竞技。

“建立Chiplet的技术标准是一个公益性的工作,从法理上来说并不具备排他性。因此,对于封测厂商而言,自然也可以应用这些行业标准,这也有益于封测厂商在Chiplet技术方面的发展。当然,联盟单位本身会获得一些技术研发上的先发优势,这是非会员企业需要考虑的问题。”北京超弦存储器研究院执行副院长、北京航空航天大学兼职博导赵超同《中国电子报》记者表示。

同时,赵超表示,在此次成立Chiplet标准联盟的十大企业中,只有一家封测厂,乍一看似乎偏离了封装这个行业赛道,然而,若仔细分析,实则不然。

“联盟中的十家企业,实际上是每个领域的代表性企业,在晶圆制造领域中有英特尔、台积电、三星,分别代表逻辑、代工和存储领域,AMD和高通代表设计领域,ARM代表架构领域,Google和Facebook代表应用云端领域。从这样的结构中可以看出,先进封装标准的制定,需要全行业共同参与来完成,不是某一领域的企业能够大权独揽的,且封测厂商在这之中也有着不可替代的作用,在涉及封装工艺细节以及芯片/晶圆键合的技术部分,封测厂商的意见和贡献是不可或缺的。”赵超说。

此外,尽管Chiplet联盟标准的设立主要掌握在前道工序的厂商中,但并不意味着这个标准将会是封测厂商难以达到的门槛。华进半导体封装先导技术研发中心有限公司副总经理、江苏省产业技术研究院半导体封装技术研究所常务副所长秦舒向《中国电子报》记者表示,在集成电路的领域中,没有强制性的标准,都是推荐性的标准,且此类联盟性质设立的标准也并不会很高,因为一旦标准设立得过高,会有垄断风险,也容易受到反垄断部门的制裁。目前UCIe的标准设立门槛并不高,对于封测厂商而言也不是遥不可及的存在。

入局先进封装?封测厂商还有很长的路要走

尽管如今封测厂商在先进封装领域依然有很多优势,但是此次十大半导体巨头联合成立Chiplet标准联盟,也为封测厂商敲响了警钟——先进封装领域市场竞争激励,传统封测厂商同样需要紧随市场需求,做出一些转变,原地踏步意味着被淘汰。

莫大康同《中国电子报》记者表示,如今半导体产业经历着很多变革,也打破了很多传统的产业链模式。其中,有两项最典型的变革,其一,系统厂商开始涉足芯片设计行业,以满足市场对产品功能与功耗的要求。其二,晶圆制造企业开始向封测产业迈进,以弥补摩尔定律速度的放缓。

“对于封测厂商而言,也需要顺应大环境的需求,打破传统认知,做出一些转变。例如,在传统的认知中,只有晶圆制造厂商需要用到光刻机,然而,在如今的先进封装领域,需要有重新布线的环节,同样需要用到光刻机,因此一些封测厂商也开始购买光刻机。随着先进封装领域变得日益火热,众多半导体巨头都在入局先进封装领域,传统的封测厂商也需要尝试做一些转变,多一些合作,否则同样会很被动。”莫大康说。

此外,赵超认为,如今的封装技术已经进入到了一个新时代,如果封测厂商希望能在先进封装领域拥有一席之地,需要顺应时代发展,充分发挥自身技术积累,同时拓展技术能力。

“先进封装所解决的问题,已经不是此前传统封装所能解决的问题,而是要给集成电路芯片带来功能上的革命性改变。例如,通过3D封装来实现存内计算、近存计算、人工智能等全新的运算模式,打破冯诺依曼架构的束缚,解决大数据应用中传统分立芯片造成的功耗问题、带宽问题等。可见,先进封装的前景十分广阔。然而,封测厂商若想在先进封装领域拥有足够的竞争力,必须打破传统的思维和发展模式,开展全新的合作,因此,Chiplet标准联盟的设立也是这个新时代到来的一个标志。”

然而,若想跟上时代发展,并顺利在先进封装领域占领一席之地,封测厂商依旧有很长的路要走。

“封测厂如果希望进入先进封装领域,需要学习代工企业的经营模式,建立强大的技术服务队伍,充分了解全行业对先进封装技术的要求,在芯片设计阶段即开始介入。此外,还需要借鉴晶圆制造的相关技术,比如TSV技术和晶圆厂的管理经验等,将依靠节约成本、扩大规模的传统封测厂商发展模式进行有效转变。”赵超说。

责任编辑:沈丛


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