五年內3D TSV芯片將占半導體市場(chǎng)9%

市調機構 Yole Developpement 稍早前發(fā)布了一份針對 3DIC 與硅穿孔(TSV)的調查報告，指出過(guò)去一年來(lái)，所有使用TSV封裝的3DIC或3D-WLCSP平臺(包括CMOS影像傳感器、環(huán)境光傳感器、功率放大器、射頻和慣性 MEMS組件)等產(chǎn)品產(chǎn)值約為27億美元，而到了2017年，該數字還可望成長(cháng)到400億美元，占總半導體市場(chǎng)的9%。

 

Yole Developpement的先進(jìn)封裝部市場(chǎng)暨技術(shù)分析師Lionel Cadix 指出，3DIC通常使用TSV技術(shù)來(lái)堆棧內存和邏輯IC，預計此類(lèi)組件將快速成長(cháng)；另外，3D WLCSP也將以18%的年復合成長(cháng)率(CAGR)快速成長(cháng)。

 

 

2017年，3D TSV芯片將占總半導體市場(chǎng)的9%。

 

3D WLCSP：最成熟的3D TSV平臺

 

3D WLCSP是當前能高效整合小尺寸光電組件如CMOS影像傳感器等的首選解決方案。它也是目前最成熟的3D TSV平臺，Yole Developpement估計，2011年該市場(chǎng)規模大約為2.7億美元，其中有超過(guò)90%來(lái)自于低階和低分辨率CMOS影像傳感器(通常指CIF, VGA, 1MPx / 2MPx傳感器等)。臺灣的精材科技(Xintec)是當前3D WLCSP封裝的領(lǐng)先廠(chǎng)商，接下來(lái)是蘇州晶方半導體科技(China WLCSP)、東芝(Toshiba)和 JCAP 。

 

大多數3D WLCSP業(yè)者都以200mm晶圓級封裝服務(wù)為主。不過(guò)，各大主要業(yè)者均有朝300mm轉移趨勢。事實(shí)上，此一趨勢也是邁向高階CMOS影像傳感器市場(chǎng)(> 8MPx分辨率)的必要過(guò)程，目前的傳感器市場(chǎng)也正在從背面照度(backside illumination)朝真正的3DIC封裝架構轉移。這種最新架構稱(chēng)之為“3D BSI”，其中的光電二極管是直接垂直堆棧在DSP /ROIC晶圓上，并透過(guò)TSV連接。

 

未來(lái)的3DIC將由內存和邏輯堆棧SoC驅動(dòng)

 

未來(lái)幾十年內，3DIC都將憑借著(zhù)更低的成本、更小的體積，以及推動(dòng)芯片功能進(jìn)化等優(yōu)勢，成為未來(lái)半導體產(chǎn)業(yè)的新典范。Yole Developpement先進(jìn)封裝事業(yè)部經(jīng)理Jerome Baron 指出，預估未來(lái)五年內，3D堆棧DRAM和3D邏輯SoC應用將成為推動(dòng)3DIC技術(shù)獲得大量采用的最主要驅動(dòng)力，接下來(lái)依序是CMOS影像傳感器、功率組件和MEMS等。他表示，今天帶動(dòng)高階應用的仍然是2.5D硅中介層技術(shù)。拜先進(jìn)芯片設計和封裝技術(shù)之賜，更多大型的FPGA和ASIC等芯片已經(jīng)開(kāi)始應用在工業(yè)領(lǐng)域，而且未來(lái)還將應用在游戲和智能電視等市場(chǎng)中。

 

2013年，在內存公司如美光(Micron)、三星(Samsung)、SK-Hynix，以及IBM和其它高性能運算設備供貨商的帶動(dòng)下， 3DIC技術(shù)可望獲得顯著(zhù)成長(cháng)。

 

然而，可能要等到2014或2015年，所謂的wide I/O接口以及在28nm采用TSV技術(shù)來(lái)大量制造移動(dòng)/平板產(chǎn)品專(zhuān)用應用處理器芯片的情況才可能發(fā)生。事實(shí)上，要成功推動(dòng)3DIC，除了技術(shù)問(wèn)題，還涉及到復雜的供應鏈部份，它要改變的層面非常多。因此，包括三星和臺積電(TSMC)在內的晶圓代工巨擘們，都不停針對3DIC展開(kāi)垂直整合布局，希望能滿(mǎn)足領(lǐng)先無(wú)晶圓廠(chǎng)半導體公司，如高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、Marvell、NVIDIA和蘋(píng)果(Apple)的需求，以及其它采取輕晶圓廠(chǎng)策略的業(yè)者如德州儀器(TI)、意法半導體(ST)和NEC /瑞薩(Renesas)等。

 

Yole Developpement的先進(jìn)封裝部資深分析師Jean-Marc Yannou指出，3D TSV的半導體封裝、組裝和測試市場(chǎng)在2017年將達到80億美元。“未來(lái)在拓展3DIC業(yè)務(wù)時(shí)，業(yè)界必須尋求所謂的“虛擬IDM”模式，”他指出，包括TSV蝕刻填充、布線(xiàn)、凸塊、晶圓測試和晶圓級組裝在內的中階晶圓處理部份，市場(chǎng)規模預計可達38億美元。另外，后段的組裝和測試部份，如3DIC模塊等，預估將達46億美元，而這些，都代表著(zhù)先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)未來(lái)可持續獲得成長(cháng)的商機所在。