「3D IC」半导体新典范，封测大厂抢插旗

近年随智能行动装置持续对于「轻薄」、「低功耗」能力的迫切需求，「轻薄短小」已成行动装置的设计圭臬，因此，面对未来芯片设计之趋势，为免因主打微型设计而无法兼顾效能的情况，透过矽穿孔(TSV)技术将芯片堆叠成立体形式的三维芯片(3D IC)，已成为既节省占位空间又能不牺牲效能的必经之路，3D IC将凭借着更低的成本、更小的体积，以及推动芯片功能进化等优势，成为未来半导体产业的新典范。

根据市调研究机构Yole Developpment预测，自2009~2012年3D IC芯片市场的年复合成长率将超过60%，而去年全球使用TSV封装的3D IC或3D WLCSP平台(包括CMOS影像传感器、环境光传感器、功率放大器、射频和惯性MEMS元件等)产值约为27亿美元，并预估在2017年成长到400亿美元，占半导体市场产值9%，更加证明3D IC是半导体封装的必然趋势，唯实体制造、集成和产业平台的商业模式等层面仍存在许多挑战。
3D IC技术不同于传统的2D IC制程，将不同功能的芯片以并排的方式集成成1颗，而是用更进阶的技术将不同功能的芯片，用垂直堆叠方式，然后用矽穿孔(TSV)技术，将不同芯片的电路集成，有效缩短金属导线长度及联机电阻，让3D IC具有低功耗、高集成度及高效能等特性，符合电子产品追求轻薄短小的新趋势，也成为近年业者积极切入的次世代技术。
眼见3D IC的技术俨然成为半导体产业的新典范，让台积电也决定在20纳米制程跨足后段3D IC封测，从日月光、矽品及力成等封测业挖角，全力挥军3D IC高阶封测市场，也使外界担心会对日月光及矽品等封测试厂造成冲击，将会让原本合作密切的关系转变为既竞争又合作的尴尬关系。近年除了力成早已鸭子划水积极切入该领域，日月光、矽品这些具有足够财力投入3D IC研发及建构产能的大型封测厂，下半年起也积极布建3D IC封测产能。
日月光表示，将处理器、逻辑与存储器等异质芯片以垂直堆叠方式做结合的3D IC，具有集成度高的优势，并大幅推升运算效能，且有效降低功耗，因而成为产业竞相布局的新市场，日月光已先在28纳米导入2.5D封装技术，并开始承接应用在个人计算机及手机的处理器、芯片组、基频元件等为主的订单，下半年也将积极布建3D IC产能，预估2013年开始接单生产。
不让日月光专美于前，同样身为封测双雄的矽品，日前也已向中科申请5公顷用地，打造未来3~5年的高阶封测基地，作为矽品首座以3D IC、层叠封装PoP(Package on Package)和铜柱凸块等先进封装的制造基地，估计投资金额约20亿元。
力成更强调是唯一拥有矽穿孔(TSV)生产线的封测厂，力成与尔必达合作开发3D IC将近2~3年的时间，目前已有数家客户将产品委由力成试产，产品主要应用在存储器、处理器等芯片堆叠。力成的3D IC技术最快可应用于存储器(Memory Cube)，现已送至客户手上认证中，力成预估3D IC在2014年将对营收产生明显贡献。
3D IC技术被视为未来芯片发展趋势，但是目前整个供应链尚未明朗，原先外界预估可望于明年开始大量生产，现今放量却仍面临很大的挑战，包括成本、供应链生态、商业模式等问题，真正量产的时间可能将递延至2015~2016年。
而3D IC将为产业链的架构带来极大改变，并非仅着眼于前端或后端制程执行矽穿孔，关键在于晶圆代工厂、集成元件制造商(IDM)及封装厂如何创造新的垂直合作关系，尽管台积电挥军3D IC高阶封测市场，引发外界关心是否冲击与后段封测厂的合作关系，但新技术发展之初，晶圆代工和封测端都会多少投资后段及前段技术和制程，前段晶圆代工厂投资后段制程也并非头一遭，相信台积电与后段封测大厂会找到最佳分工模式，一同创造共存共荣的环境。