晶圆厂的新战役开始了?半导体需求正在蓬勃发展,三星和其他大集团将进入后端流程。

过去几年,“缺芯”是半导体行业的老大难问题,“扩产”成为晶圆代工厂的常态。面对供给不足的行业现状,扩大产能、抢占市场成为全球晶圆代工企业的共同选择。

以前半导体的技术比拼都是如何缩小前一个工艺的尺寸,现在已经快到技术极限了。据报道,半导体行业的游戏规则正在发生变化。原来后端工艺以为附加值低,现在和前端工艺一样火。主战场移到了工艺后期,而不是一味的细化电路。

半导体要想功能更强,成本更低,就要另寻战场。这时候比较突出的就是后期项目中的晶圆3D封装技术,因为可以减少冗余能耗,提高效率。比如智能手机,AR或者VR用的头盔都适合这种技术。另外,去年大家开始谈碳中和,也让这项技术备受重视。日本半导体制造商指出,节能是必须的,但3D封装技术现在已成为最重要的问题。

日本很多公司都有3D封装技术。材料包括昭和电气材料(原日立化成)、JSR、伊比登、广信电气工业等。制造设备有牛尾电机、佳能、Disco、东京精密等。Disco和东京精密垄断了半导体切割设备市场。这些企业和一些研究机构和大学都在台积电合作发展的名单上。

事实上,当2020年秋季出现全球半导体短缺时,电脑、游戏机等设备的建设后期材料需求就供不应求。当时,一飞电气还决定投资1.8万亿日元,增加高性能ic封装基板的生产,并计划于2023年开始量产。据业内人士透露,由于日本基板短缺,部分国外半导体工厂无法量产。

封装是指将已经完成前端工艺的晶圆切割成半导体的形状或者进行布线。在业内也称之为“后端工艺”。

特别是,英特尔和台积电等全球半导体巨头正在大力投资先进的封装设备。根据市场研究公司Yole Development的数据,2022年,英特尔和台积电分别占全球先进封装投资公司的32%和27%。三星电子排名第四,仅次于台湾省后端科技公司日月光。

英特尔在2018推出了一个名为“Foveros”的3D封装品牌,并宣布将这一技术应用于各种新品。它还设计了一种方法,将每个区域组装成产品,并将其制成瓷砖。2020年发布的一款名为“Lakefield”的芯片就是这样制成的,并安装在三星电子的笔记本电脑中。

台积电最近也决定使用这项技术生产其最大客户AMD的最新产品。英特尔和台积电非常积极地在日本建立3D封装研究中心,该中心已于6月24日开始运营。

三星也在这个市场发力,2020年推出了3D堆叠技术“X-Cube”。三星电子晶圆代工部门总裁崔思永(Choi Si-young)去年6月在Hot Chips 2021上表示,他正在开发“3.5D封装”。半导体行业的关注度为零。三星的这个工作组能找到让三星在这一领域领先于竞争对手的方法吗?

随着前端节点越来越小,设计成本变得越来越重要。高级封装(AP)解决方案通过降低成本、提高系统性能、减少延迟以及提高带宽和能效来帮助解决这些问题。

数据中心网络、高性能计算机和自动驾驶汽车正在促进高端性能包的采用和技术角度的演变。今天的趋势是在云、边缘计算和设备级别拥有更多计算资源。因此,日益增长的需求正在推动高端和高性能包装设备的采用。