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第二屆「3D IC 技術趨勢論壇」盛大舉行

本文作者:SEMI       點擊: 2012-09-10 11:30
前言:
日月光、矽品、Xilinx、聯電等大廠齊聚一堂共同探討3D IC供應鏈的完整性與成熟度

在業界的積極推動下,運用矽穿孔(TSV)2.5D/3D IC技術,近年來已有顯著進展,正朝量產階段邁進。今年Semicon Taiwan3D IC 技術趨勢論壇中,集結了來自日月光、矽品、XilinxLSIAptina、聯電、EVGCadenceTeradyneMicroTec等橫跨3D IC供應鏈上中下游的領導業者,共同探討整體基礎架構的成熟度以及邁向量產尚須克服的挑戰。

 

儘管目前3D IC技術在成本、標準、生態系統、業務模式各領域都還有問題尚待解決,但與會者均相信,在業者的合作努力下,未來二至三年內,3D IC市場終將正式進入量產,並逐步起飛。

 

日月光研發中心副總經理洪志斌博士表示,3D TSV元件佔整體半導體市場的比例將從2012年的1%,到2017年增加至9%,規模達38.4億美元,包括MEMSLED、影像感測器、RF元件都是快速成長的領域。

 

他表示,過去一年來,雖然TSV製程、中間插件(interposor)、重新分配層(RDL)等技術都已有快速進展,但是測試問題還待克服。同時在2.5D插件供應方面,亦出現了晶圓代工、封測廠、結合兩者,以及獨立供應商的不同業務模式。

 

顯然,在產業鏈朝成熟發展的過程中,還有許多的生態系統、合作關係與競爭模式議題有待釐清,才會有更明朗化的進展。同時,他也認為簡化供應鏈、通用標準都是未來的努力目標。

 

Xilinx資深副總裁湯立人介紹了該公司最新2.5D產品的發展。透過採用並列式(side-by-side)佈局,Xilinx已成功推出結合428奈米FPGA2.5D晶片,總電晶體數高達68億個。與傳統方式相比,新元件可達到100倍的每瓦頻寬,同時,容量、頻寬、功率都比傳統單晶粒FPGA更佳,預計明年上半年就可進入量產。

 

同時,Xilinx也已投入3D異質整合晶片開發,湯立人表示,微凸塊/TSV、熱傳、TSV元件應力等問題都有待解決。此外,若要實現邏輯、記憶體、處理器等主動與主動晶粒間的堆疊,業界在3D製程開發套件、製造標準(材料、DFM規則)、測試、代工廠間互通性、晶片間介面等各領域,都還有一段路要走。

 

LSI材料和互連技術院士John Osenbach博士則是討論了矽、有機和玻璃等不同中間插件材料的差異與優缺點。他認為,目前還沒有最適當的答案出現,未來業者有可能會依照不同應用與架構選用不同的材料。

 

Aptina先進封裝資深總監Derek Hinkle指出,影像感測器市場的3D封裝技術已經就緒,目前是採用via-last互連製程,已經開始在8吋晶圓生產,可最大化每片晶圓的晶粒數。

 

針對現有的Via-firstvia-middle以及via-last製程,Derek Hinkle表示,這些技術各有其優點,但他認為,via-last能帶來更佳的供應鏈管理靈活性。同時,由於目前3D IC供應鏈仍然分散,有待進一步整合,並須能提供更具吸引力的成本、效能、尺寸優勢,才能進一步擴大3D IC的廣泛採用。

 

聯電企業行銷總監黃克勤博士介紹了聯電在3D IC方面的最新進展。它是以Via-middle製程為基礎,從今年初開始進行TSV製程最佳化,預計今年底進行產品級的封裝與測試以及可靠性評估。

 

他表示,雖然在開發初期曾遭遇銅填充、金屬堆疊等TSV完整性製程問題,但現在都已經克服。他強調,運用現有的CMOS製程技術與代工、封測廠生態系統,將會是較佳的業務模式。

 

此外,EVG討論了wide I/O介面的薄化晶粒堆疊、Teredyne介紹在自動化測試設備上進行系統級測試的技術與成本挑戰、益華電腦說明矽插件協同設計與分析的新型工具。

 

儘管2.5D/3D IC已經從概念逐漸成為事實,但是,與會者均提到必須克服成本挑戰,讓此技術從高階、少量應用擴大到更廣泛的主流應用,才能確保業者的長期投資效益。這個挑戰,將是3D IC技術邁向量產的關鍵,也是整體產業鏈共同努力的目標。

 


3D IC技術趨勢論壇與會嘉賓合影

(由左至右為Cadence研發副總裁方家元、日月光集團研發中心副總經理洪志斌、日月光集團研發中心總經理唐和明、LSI 院士John OsenbachXilinx資深副總裁湯立人、聯電行銷總監黃克勤、矽品副總經理馬光華、Tohoku-MicroTec 執行長  Makoto MotoyoshiAptina LLC先進封裝資深總監 Derek Hinkle、工研院電光所所長詹益仁)

 

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