HPC客户纷看好3D先进封装 台积电加码研发手机版InFO_3D

2022年下半到2023年上半，半导体各界预期消费电子领域库存调整难免，不过，高效运算(HPC)芯片的推进如火如荼地发展，也成为台积电、日月光集团等龙头半导体大厂看好的稳健领域。

其中，除了2D先进制程微缩持续外，替摩尔定律延寿的先进封装技术往3D小芯片(Chiplet)靠拢，如台积电的SoIC技术，将成为进入2纳米时代以后的关键。台积电总裁魏哲家日前指出，HPC客户都对「3D封装」中的SoIC技术有兴趣，未来先进封装成长幅度可能更优于台积电公司平均值。

而3D晶圆堆叠芯片，虽然目前暂时还没有手机领域相关客户有实际生意进驻，但熟悉先进封测业者透露，台积电其实2018年时发表的ECTC研究论文中，已经从「3D异质整合Fanout堆叠」出发，发展3D堆叠两层系统单芯片(SoC)，目前这个「InFO_3D」技术，也仍被纳入台积电2022年技术论坛的3D封装类别中。

「InFO_3D」与SoIC搭配CoWoS、SoIC搭配InFO_oS并列三大3D封装技术，而据了解，InFO_3D研发的主要方向，正是追求轻薄短小的移动设备芯片。

先进封测业者表示，台积电晶圆级3D Fabric平台、日月光集团的VIPack平台等，将持续与三星电子(Samsung Electronics)、英特尔(Intel)等分庭抗礼。

而台积电携手在半导体材料领域仍拥有强大影响力的日本业者「强强联手」，日本3D IC材料研发中心的布局，成为后续推展HPC、甚至移动设备芯片迈入「3D世界观」的重要方向，初步日本3D研发中心先以材料切入，包括高端载板、散热材料等，都是3D晶圆堆叠芯片，甚至2D层面多芯片整合之所必需。

相关晶圆级封测业者坦言，SoIC绝对是在HPC领域的重要趋势，高Density的优势再结合台积电成熟的CoWoS、InFO_oS等，也持续需要高端载板与先进材料等领域奥援，需要携手基础科学能力紮实的日本业者。

台积电成功夺下多年苹果iPhone处理器大单的InFO_PoP，是目前移动设备采用晶圆级扇出封装最有量产战果的明星级技术，因不须采用载板，更容易使手机应用处理器(AP)达到轻薄短小的体积，又能够兼顾高效能。

而随着技术进展，真正以3D封装方式堆叠2颗SoC的技术也并非不可能的任务，只是随着移动设备日益精密，任何的系统级改动都是「牵一发而动全身」，也因此，先进封测业者预期，在高端手机AP部分有明显封装技术更动的时间点还有待观察。

可以预见的是，随着半导体制程持续微缩，「散热问题」只会越来越有待解决，这不管是2D或是3D IC，都是必须克服的挑战，也因此，日本3D IC研发中心从材料端起步，后续还有很多开发工作，都是中长期的布局方向。

台积电先进封装技术的研发工作一直持续进行，如目前先行锁定HPC的SoIC技术，晶圆堆叠高度也不能够高过既有的SoC太多，移动设备领域更对于体积有所要求，也因此，不管是HPC、移动设备的3D芯片，来自于「系统级」的设计挑战也越来越高。

毕竟就像是在一间漂亮的房间中，若更动其中一项主要家具，有许多周边装置都得做出调整，尽管如是，随着摩尔定律逐步迈向物理极限，目前不少国际芯片客户对于SoIC等3D封装技术的接受度已经提升，竹南先进封测新厂持续推展，SoIC将是HPC重要趋势，3D封装走入移动设备芯片领域，也绝非全然不可能。

台积电2022年技术论坛中揭示的3D Fabric技术平台包括，归类于「2.5D」封装的CoWoS-S、CoWoS-R、CoWoS-L衍生型技术；整合型晶圆级扇出(InFO)封装的InFO_PoP、InFO_oS、InFO_B等。

3D封装类别中，包括SoIC搭配CoWoS、SoIC搭配InFO_oS，以及「InFO_3D」。对于特定厂商、客户等状况，台积电发言体系向来不评论单一业者。

注：台积电于ECTC 2018发表论文:<3D Heterogeneous Integration with Multiple Stacking Fan-Out Package>