邁向橋接異質整合的最後一哩 ─ 3D IC發展下內埋式元件基板技術將扮要角
邁向橋接異質整合的最後一哩
─ 3D IC發展下內埋式元件基板技術將扮要角
在行動消費性產品日新月異的功能需求推動下，可實現更小尺寸、更低功率，以及提升功能/頻寬目標的3D IC技術近來已成為業界關注的焦點。這樣的趨勢也帶動了多元化內埋式元件互連方式以及先進構裝材料與設備的發展。在SEMI日前舉辦的「3D IC市場與基板技術研討會」中，特地邀請到來自工研院IEK、電光所以及欣興電子的業界專家，剖析內埋元件基板的最新技術趨勢與挑戰。
IEK(工研院產業經濟與趨勢研究中心)系統IC與製程研究部經理楊瑞臨指出，2015年全球手機出貨量將達21億支，其中傳統功能手機佔7.4億支、中低階智慧型手機5.7億支、高階智慧型手機8.5億支。不同的產品區隔，也將採用不同的封裝技術。IEK預估，若以3DIC (TSV)、FO-WLPoP、內埋式SiP、FC-POP、和FBGAFCCSP等不同封裝技術來看，其滲透率分別為2%、3%、3%、33%、59%。
楊瑞臨強調，雖然晶圓代工業者的製程整合能力優於後段廠商，進軍3DIC (TSV)市場較有優勢，但封測業者仍可在FOWLP、內埋式等泛3DIC技術取得一席之地，因為封測和載板廠在內埋和玻璃中介層技術上，非常具有優勢。他也透露，近來有些日本封測廠商有意釋出高階封測技術，台灣業者應把握機會，展開合作，才能在此新興技術萌芽期取得先機，以因應新世代封裝技術的需求。
工研院電光所副組長梁明侃則是說明拆解iPhone 5後，所觀察到的封裝模組內埋晶片元件發展趨勢。他指出，iPhone 5使用的電路板面積佔手機面積僅25%，設計的非常緊湊。也由於電路板變小，所以封裝模組就必須採用多片晶片堆疊的方式。以其A6處理器為例，它使用POP雙BGA封裝架構，上面BGA有兩顆SRAM晶片封裝，下面的處理器使用覆晶焊接 BGA。此外，高通(Qualcomm)無線通訊晶片的BGA焊球大小與間距比例為1.8:1，間距變小，可能是因為要增加I/O數量。
欣興電子李昇洲介紹了載板在3D封裝應用的發展與挑戰。他指出內埋式技術的優勢在於節省成本、減少厚度、外型精巧、有助於推動3D封裝技術創新。而欣興電子從2008年開始發展內埋式分離元件技術，現已可量產內埋電容的FCCSP和FCBGA元件。此技術的主要設計考量與挑戰在於內埋式MLCC設計、雷射導通孔、空腔(cavity)成形技術以及檢測等，必須克服雷射導通孔互連技術，厚度、高電路密度、細間距等問題設計挑戰。針對內埋式主動元件開發，欣興電子也已開始投入，初期主要針對接腳數較少的元件，目前正進行可行性評估中。
在先進構裝3DIC材料的發展趨勢方面，IEK材化組分析師張致吉表示，3DIC要邁向商品化仍需克服TSV技術、熱管理、張力/互連可靠性、I/O標準介面、產業基礎架構和供應鏈的完備等多項挑戰，也因此帶來了許多衍生的材料與設備挑戰。針對堆疊CSP、PoP、和TSV等不同的構裝結構，所需的相關材料技術包括晶粒接合薄膜、超低熱膨脹係數載板、模封、暫時性接合和介電質材料等。
據統計，全球3DIC/WLP材料與耗材市場將從去年的6,500萬美元，到2016年快速成長至180億美元。對國內廠商來說，有基礎且有機會發展的材料/耗材與設備包括光阻、蒸鍍金屬材料、永久性接合材、PVD模組、PECVD模組、壓合機等。張致吉指出，國內廠商已有一定的技術水準，應該在現階段掌握進入3DIC材料市場的時機，策略上可透過與國外設備或材料廠商搭配的方式進入，才能最終達到國產化目的。
展望未來，業界若要成功邁向橋接異質整合的最後一哩，內埋式元件基板技術和相關材料的發展將扮演關鍵角色。隨著3D IC與基板需求引爆，SEMICON Taiwan 全新推出【3D IC構裝與基板專區】，結合技術發表會、免費主題宣傳、商業媒合和客戶交流活動，並台灣3D IC技術最權威的國際論壇– SiP Global Summit中加入內埋式元件和基板技術相關議程，為你連結頂尖封測厰的高階主管與研發、採購，創造最大參展效益，助您搶佔蓬勃的3D IC市場商機!
