台积电与日本供应商合作开发3D IC封装技术

三维集成电路 (3D IC) 封装可节省空间和材料，并且比以前的 2D 技术更节能。

2D技术将各个互连的芯片排列成平面（因此是 2D），放在微型“包装”或盒子中以防止腐蚀。现在更先进的技术将芯片垂直（因此 3D）堆叠在一个同样小盒子中，其内容构成了一个完整的系统。

这种 3D IC 封装并不是全新的技术，它已经在内存和移动设备中使用了好几年。但它正在迅速发展，并且随着封装中需要包含的最小单元（称为芯片晶片的切块位）缩小到 3 纳米甚至更小，它的作用就会越来越大。

当然，政治战略家担心来自中国的竞争。然而，最近的热门事态发展涉及日本和台湾地区的结盟。

2月，台湾地区和日本媒体报道，台湾世界领先的半导体代工厂台积电计划在日本科学城筑波建立研发中心，与日本供应商合作开发3D IC封装材料。

随后，在 5 月底，日本经济产业省 (METI) 及其下属机构国家先进工业科学技术研究院 (AIST) 宣布，将有 20 多家日本公司与台积电日本的 3D集成电路研发中心合作。

METI 的公告在日本和台湾地区受到了很多关注，但在美国和其他地方的关注度较低。在华盛顿的行业意识爆发的背景下应当考虑这一事件的影响。

最近发布的题为“建立有弹性供应链，振兴美国制造业和促进广泛增长”的白宫报告相当关注先进的半导体封装和材料，指出：

随着芯片变得越来越复杂，先进的封装方法代表了重大技术进步的潜在领域。然而，美国缺乏必要的材料生态系统，也不是可以发展强大的先进封装行业或具有成本效益的地点，而中国的大规模投资可能会颠覆市场。

这里的最后一句话让我烦恼。在我看来，淡化对中国的偏执并了解后端半导体加工技术会更有意义（由台湾地区、日本和韩国主导）。

翻译：组装、测试和封装被称为半导体制造过程的“后端”。硅和其他类型晶圆上的半导体制造是“前端”。

美国在半导体测试方面非常强大，而传统的组装和封装可以在成本低的任何地方进行。

据台积电称，3D IC 封装可以结合高带宽内存 (HBM) 和“片上系统”(SoC) 的IC。 SoC 结合了计算或电子系统的元素，例如中央处理单元 (CPU)、内存等，这些元素最初是独立的芯片。

SoIC 是台积电的 SoC 版本。据台积电称，SoIC“具有超高密度垂直堆叠”，可实现高性能、低功耗和最小电阻-电感-电容。换句话说，SoIC 是一种高级 SoC。

经济产业省宣布后的媒体报道只提到了少数选择与台积电合作的日本公司，但要了解美国新科技民族主义者面临的挑战，了解其中的大多数公司是有用的。 （即使 METI 的网站也不提供完整列表。）它们包括：

材料制造公司名单包括Asahi Kasei、Ibiden、JSR、信越化学、新光电机、住友化学、积水化学、东京大香、长濑公司、日东电工、日本电气玻璃、富士胶片、昭和电工材料（原日立化学）和三井化学。

设备制造商名单上有 Keyence、Shibaura Mechatronics、Shimadzu、Showa Denko、Disco、Toray Engineering、Nitto Denko 和 Hitachi High-Tech。

METI 还提到了 17 家公司的名字，这些公司致力于在日本开发先进的后端半导体加工技术的其他项目。这些项目由日本先进系统研究协会 (RaaS)、索尼半导体解决方案、昭和电工材料和住友电木代表进行研究。

其他项目名单包括三个企业项目负责人以及 Screen Holdings、Daikin、Fujifilm、Panasonic Smart Factory Solutions、Ajinomoto Fine-Techno、Uyemura、Ebara、Shinkawa、Dai Nippon Printing、Disco、Tokyo Ohka、TOWA、Namics 和 Yamaha Robotics。请注意，这里的公司与台积电的合作伙伴有一些重叠。

所有这些公司都是行业领导者，在对半导体行业至关重要的产品中拥有重要或主导的市场份额。他们不仅供应台积电，还供应英特尔、三星和全球半导体行业。

他们确实有竞争对手——遍布在美国、欧洲、台湾地区、韩国，甚至中国。但取代它们并不是政客们宣布购买美国产品、购买韩国产品或购买中国产品就可以的简单问题。他们的市场地位归功于数十年的经验、一流的制造、高素质的员工以及与客户的长期关系。

日本拥有世界上最完善的后端供应链。台积电在其他任何地方都无法组建这样的团队。

在最近一篇题为“美国产业政策不会对亚洲盟友构成威胁：拜登表示，新的供应链政策对参与该计划的东亚供应商而言，利大于弊”的文章中，我得出的结论是，总的来说，美国的东亚盟友不需要太担心美国的新产业政策。

在先进半导体封装的特定情况下也是如此。美国很可能会在这一领域加大努力，但即使它愿意，也不能单独行动。该行业的结构加强了在东亚建立强大联盟的必要性。

台积电在日本的 3D IC 研发中心是其在台湾地区以外的第一家半导体封装工厂。台积电正计划在美国建设前端晶圆制造厂，但在领先封装技术的发展方面，和日本的联盟才是最重要的。

文章来源：https://asiatimes.com/2021/06/tsmc-eyes-3d-chip-packaging-edge-in-japan/

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