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成本/效能需求不同 異質整合走向分眾化

文‧侯冠州 發布日期:2019/08/21 關鍵字:異質整合吳志毅HIDAS3D堆疊

車聯網、5G等應用相繼興起,且皆須使用到高速運算、高速傳輸、低延遲、低耗能的先進功能晶片,在製程微縮技術只有少數幾家晶圓代工、IC製造業者可發展的情況下,異質整合(Heterogeneous Integration Design Architecture System, HIDAS)成為IC晶片的創新動能。而隨著應用市場更加多元,每項產品的成本、性能和目標族群都不一樣,因此所需的異質整合技術也不全然相同,有的需要記憶體+邏輯晶片,而有的則需感測器+記憶體+邏輯晶片等,市場分眾化趨勢逐漸浮現。

工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅表示,所謂的異質整合,廣義而言,就是將兩種不同的晶片,例如記憶體+邏輯晶片、光電+電子元件等,透過封裝、3D堆疊等技術整合在一起。簡而言之,將兩種不同製程、不同性質的晶片整合在一起,都可稱為是異質整合。

異質整合是目前半導體產業熱門議題,也有許多業者投入發展,進而市場上有著許多解決方案。對此,吳志毅說明,在異質整合發展上,各家廠商著重的市場和技術都不一樣,因而會衍生出許多種整合方式,例如有所謂的2.5D、3D或是採用封裝的方式。然而,不論是何種技術,其核心價值都是將兩種完全不同的晶片整合成一個,這便是異質整合的概念;換個例子來說,要將兩樣物品黏在一起,可以選擇膠水、膠帶或強力膠等,有很多種方式。異質整合便是同樣的道理,端看業者的市場和成本考量人選擇要用何種整合技術。

吳志毅補充,半導體技術著重的永遠都是Cost和效能。部分業者之所以會發展3D整合方案,主要原因是3D IC一定具有最好的效能,但相對的3D IC的成本也最高,因此適用於高端產品市場,例如AI晶面。至於原有的2.5D的整合技術,並非3D IC出來之後就沒有市場,2.5D IC的性能雖然不比3D IC,但相對的其成本也較低,適用於有著成本考量的企業或產品。換個方式譬喻,當7奈米製程出現後,不意味著所有產品都會轉成7奈米,像是14、16、28奈米,甚至是90奈米,都還有其市場,業者會依其應用市場、產品設計需求和成本,選擇所需的製程技術,而異質整合也是同樣,業者根據所需的產品性價比、效能以及市場選擇所需的整合技術,也因此,未來異質整合勢將會出現市場分眾化的趨勢。

吳志毅認為,這對於晶圓代工廠、或是晶片商等也是一個新的機會。現今半導體產業只剩三家業者(台積電、三星、英特爾)能繼續進行摩爾定律(製程微縮化),而其他業者如聯電、格芯是否就沒有其他發展空間?並非如此,異質整合便是一個新的機會。這些晶圓代工、IC設計或封裝業者不一定要發展更先進的製程,但是卻可以透過異質整合,將原本不同性質的晶片整合成體積小、高性能的晶片,實現更多創新應用。

工研院電光所所長吳志毅認為異質整合市場未來將走向分眾化。

 

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