封測業兩巨變襲來!日月光「異質集成」秘密武器

當晶片從晶片廠產出後，距離成為各種功能組件，還有最後一道程續：封裝測試。封裝，這是為了提供晶片機械支撐、物理保護和散熱功能，並將晶片連上印刷電路板（PCB）或其他電子組件，讓信號與電流能夠傳遞的步驟。至於測試，則必須在晶片製作過程的各個階段，進行不同程度的檢測，確認晶片的可靠度和良率。

基於臺灣晶片製造優勢，封測廠日月光歷經超過30年耕耘，締造全球市場佔有率21.8%龍頭地位，若整合計算同集團下的矽品，市場佔有率更高達36.2%。

不過，因應客戶需求及技術挑戰，「整個封測業正開始迎來質變跟量變，」日月光半導體資深副總陳光雄如此形容目前的現況。

封測龍頭拿出秘密武器，對上「質變、量變」雙重考驗

「質變」是當前半導體產業共同面臨的摩爾定律（Moore’s Law）物理極限，而日月光所處的封測產業也無法置外。陳光雄說，如何跳脫以往技術，滿足現階段客戶對於晶片性能的需求，尤其是電子設備力求輕薄短小，更成了日月光的挑戰。

至於「量變」，在5G、AI時代，人類創造的資料量空前龐雜，研究機構Strategy Analytics便指出，2030年全球物聯網（IoT）設備將高達500億個。影響所及，不僅是設備運算力，物聯網設備的數量也將大幅增加，陳光雄解釋，這將呈現「少樣多量」的特性，更考驗封測解決方案的彈性，及技術上的廣度，「勢必要走向異質集成的路。」

「異質集成」在這的意思是，將兩個、甚至多個不同性質的電子組件（如邏輯晶片、傳感器、內存等）集成進單一封裝裡；或從晶片的布局下手，利用2.5D或3D等多維度空間設計，將不同電子組件堆棧、集成在一個晶片中，解決空間限制。

過去是同質晶粒（die）封裝一起，未來則可能把微機電系統（MEMS）或被動組件都集成在SiP（系統級封裝）晶片中，改善功耗和性能、大幅縮小體積，而這正是「先進封裝」可著墨的地方。

舉例來說，蘋果AirPod Pro採用日月光SiP封裝技術，加入降噪及力度傳感，功能變得更強大，電池續航力卻不減反增。「SiP會是接下來的機會。只要有半導體在，就會有SiP需求。」陳光雄表示。

「SiP會是接下來的機會。只要有半導體在，就會有SiP需求。」陳光雄表示

據市調公司Yole Développement研究，SiP市場規模將從2019年的134億美元，以每年6%的年複合增長率，到2025年將增至188億美元。

而日月光2019年的SiP業績，已較前一年增長13%，達到25億美元，換算全球SiP市場佔比約18.6%。

日月光在SiP先進封裝技術已握有先機，也是面對包括臺積電在內的晶片代工企業，開始將觸角延伸到封測領域的有利防禦。

「他們的主力還是在矽相關的封裝上。」日月光也不會只做矽產品的處理器封裝，可能還必須集成三五族半導體、電源管理、微機電等不同組件。

進一步而言，臺積電的封裝技術是構建在先進位程，主力項目多以智慧型手機或高性能計算（HPC）應用為主。然而，日月光面向更多市場跟機會，通過封裝技術來協助客戶達到產品所要的性能表現。

一款晶片集成多樣功能，成為不同產品心臟

SiP封裝技術能集成多種異質組件晶片、縮小產品體積，因此很適合強調輕薄、續航力的穿戴設備；當然，要將多種異質組件集成為同一個晶片，肯定會遇上散熱、排列組合、電磁波等挑戰。此外，物聯網時代設備碎片化現象，要如何設計出一個晶片集成的「公用版型」，滿足龐大消費需求？

陳光雄以手機舉例，市場上的型號可能百百種，但經過拆解，內裡的晶片可能都來自同一家IC設計企業。

拿真無線藍牙耳機來說，日月光能開發一個SiP的公用版型，集成優化藍牙耳機性能跟功耗的組件，銷售給客戶，讓採用同種音頻晶片的不同企業，除了耳機設計不一樣，也能通過軟體調校，做出差異功能產品；同時，產品上市時間也從過去的半年縮短至2個月，降低製作成本。

日月光半導體資深副總陳光雄表示，先進封裝是日月光大顯身手的舞臺。

預期未來，手機鏡頭可能承擔越來越多圖片處理功能，車用鏡頭的應用將加入深度傳感或溫度偵測，功能更加多樣，都將需要SiP技術支持，也是日月光可以把握的商機。

陳光雄表示，在先進封裝帶動下，日月光也積極在各廠區成立實驗室，以因應集成不同組件時，可能需要解決的困難，同時也能預先模擬集成後的良率跟性能，確保公用版型的可行性。

質變和量變，帶來的不只是技術挑戰，更是潛在商機。「所以你看，日月光還是在持續擴廠。」陳光雄說，每年將投入營收4～5%，注資廠房建設和技術研發，「異質集成下，先進封裝需求將是日月光可以大展身手的舞臺。」