全球龍頭晶圓廠介紹：主導Chiplet技術(shù)路線

• 陳博 2023年11月3日 來源：中研網(wǎng) 799 48
• 繁體

2019 年臺積電推出 SoIC 技術(shù)，包括 chip-on-wafer（COW）和 wafer-on-wafer（WOW）兩種方案。與 CoWoS 和 InFO 不同，前面兩種方案是在封 裝環(huán)節(jié)將完成晶圓級封裝的邏輯芯片、HBM、Interposer等進行堆疊，因此成為 后道 3D 制造（Back End 3D Fabric）

1、臺積電

晶圓代工龍頭臺積電是 Chiplet 工藝的全球領(lǐng)軍者，也是當前業(yè)內(nèi)主流算力 芯片廠商的主要供應(yīng)商，因此我們將做著重介紹。其于 2021 年將 2.5D/3D 先進 封裝相關(guān)技術(shù)整合推出 3DFabric 平臺，由于 Chiplet 技術(shù)涉及芯片的堆疊，因此 臺積電將其命名為 3DFabric?技術(shù)，旗下?lián)碛?CoWoS、InFO、SoIC 三種封裝 工藝，代表當前 Chiplet 技術(shù)的三種主流形式。Intel 和三星各自都有類似的 2.5D/3D 封裝工藝，盡管命名不同，但結(jié)構(gòu)與臺積電方案類似。 前段技術(shù) 3D SoIC 利用芯片間直接銅鍵合，具有更小間距;后段技術(shù) 2.5D 方面，CoWos 擴展至三種不同轉(zhuǎn)接板技術(shù)，InFO 將封裝凸塊直接連接到再分配 層。

(1)CoWoS

2012 年臺積電與 Xilinx 共同開發(fā)集成電路封裝解決方案 CoWoS，該封裝技 術(shù)已成為高性能和高功率設(shè)計的實際行業(yè)標準。CoWoS-S 采用硅中介層，可以 為高性能計算應(yīng)用提供更高的性能和晶體管密度; CoWoS-R 采用 RDL 中介層， 利用 InFO 技術(shù)進行互連，更強調(diào)小芯片間的互連; CoWoS-L 融合 CoWoS-S 和InFO 技術(shù)優(yōu)勢，使用夾層與 LSI(局部硅互連)芯片進行互連，使用 RDL 層進行 電源和信號傳輸，提供了靈活的集成。英偉達、博通、谷歌、亞馬遜、NEC、 AMD、賽靈思、Habana 等公司已廣泛采用 CoWoS 技術(shù)。

(2)InFO

2017年臺積電宣布2.5D封裝技術(shù)InFO(Integrated Fanout technology) 集成扇出晶圓級封裝。臺積電的 InFO 技術(shù)使用 polyamide 代替 CoWoS 中的硅 中介層，降低了成本和封裝高度，促進大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。InFO 具有高密度的 RDL，適用于移動、高性能計算等需要高密度互連和性能的應(yīng)用。

(3)SoIC

2019 年臺積電推出 SoIC 技術(shù)，包括 chip-on-wafer(COW)和 wafer-on-wafer(WOW)兩種方案。與 CoWoS 和 InFO 不同，前面兩種方案是在封 裝環(huán)節(jié)將完成晶圓級封裝的邏輯芯片、HBM、Interposer等進行堆疊，因此成為 后道 3D 制造(Back End 3D Fabric)，而 SoIC 是在前道晶圓制造環(huán)節(jié)，就在邏 輯芯片上制造 TSV 通孔，并將邏輯芯片之間(或邏輯芯片的晶圓之間)進行堆疊， 這個過程稱為前道 3D 制造(Front End 3D Fabric)，完成堆疊后的晶圓切割后 可再進行類似 InFO 和 CoWoS 的后道封裝。因此，SoIC 與 InFO/CoWoS 并非 并列、替代關(guān)系，而是將 InFO/CoWoS 所用到的單顆 SoC 替換成了經(jīng)過 3D 堆 疊的多顆 SoC。 SoIC 是臺積電異構(gòu)小芯片封裝的關(guān)鍵，具有高密度垂直堆疊性能，與 CoWoS 和 InFO 技術(shù)相比 SoIC 可以提供更高的封裝密度和更小的鍵合間隔。

2、 Intel

作為全球 CPU 設(shè)計龍頭廠商，Intel 同時亦是領(lǐng)先的 IDM 廠商。其主推的 Chiplet 工藝包括 EMIB 和 Foveros，分別類似于臺積電的 InFO_LSI 和 SoIC。 EMIB 是 2.5D 硅中介層的替代方案，die-substrate 互連通過傳統(tǒng)覆晶芯片 方式，die-die 橋接的部分用一個很小的 Si 片實現(xiàn)，并將這部分嵌入在載板內(nèi)， 和硅中介層(interposer)相比，EMIB 硅片面積更微小、更靈活、更經(jīng)濟;與 傳統(tǒng) 2.5D 封裝的相比，因為沒有 TSV，因此 EMIB 技術(shù)具有正常的封裝良率、無 需額外工藝和設(shè)計簡單等優(yōu)點。

Foveros技術(shù)是高于EMIB技術(shù)的3D芯片堆疊技術(shù)，利用晶圓級封裝能力， 與 2D 的 EMIB 封裝方式相比，F(xiàn)overos 更適用于小尺寸產(chǎn)品或?qū)?nèi)存帶寬要求 更高的產(chǎn)品。與 TSMC 的 SoIC/CoWoS/InFO 的關(guān)系類似，F(xiàn)overos 與 EMIB 亦 可以配合使用。

3、三星

三星基于“超越摩爾定律”方法的異構(gòu)集成技術(shù)，沿著水平集成和垂直集成 兩種方向，先后研發(fā)出三大先進封裝技術(shù)：I-Cube、H-Cube 和 X-Cube。 I-Cube 和 H-Cube 是 2.5D 封裝方案。I-CUBE-S 類似臺積電的 CoWoS-s， I-CUBE-E 類似臺積電的 CoWoS-L。H-Cube 方案則拋棄了大面積的 ABF 基板， 采用面積較小的 ABF 基板或 FBGA 基板疊加大面積的 HDI 基板的方式。 X-Cube 則采用在 3D 空間堆疊邏輯裸片的方法，類似臺積電的 SoIC 方案。 而在芯片之間的互連方式上，X-Cube 可以采用傳統(tǒng)的 u-bump，也可以使用更 高端的混合鍵合(Hybrid Bonding)，Hybrid Bonding 可以容納更高的 I/O 密 度。

4、長電科技

長電科技成立于 1972 年，是全球領(lǐng)先的集成電路制造和技術(shù)服務(wù)企業(yè)。主 營業(yè)務(wù)包括集成電路的系統(tǒng)集成、設(shè)計仿真、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品認證、晶圓中測、 晶圓級中道封裝測試、系統(tǒng)級封裝測試、芯片成品測試。公司全面覆蓋主流中高 低封測技術(shù)，并覆蓋 WLP、2.5D/3D、SIP、高性能倒裝芯片、引線互聯(lián)等先進 技術(shù);業(yè)務(wù)實現(xiàn)對汽車領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、高性能計算領(lǐng)域、存儲領(lǐng)域的覆蓋。長 電旗下生產(chǎn)基地全球布局，擁有主營先進封裝的星科金朋、長電韓國、長電先進、 長電江陰，和主營傳統(tǒng)封裝的滁州、宿遷多個廠區(qū)。

長電科技在中國、韓國和新加坡?lián)碛袃纱笱邪l(fā)中心和六大集成電路成品生產(chǎn) 基地，星科金朋、長電先進、長電韓國主營先進封裝業(yè)務(wù)，而長電本部江陰廠、 宿遷廠和滁州廠主營傳統(tǒng)封裝業(yè)務(wù)。各生產(chǎn)基地分工明確、各具技術(shù)特色和競爭 優(yōu)勢。 2022 年半導體封測行業(yè)景氣下行，但公司加快高性能封測領(lǐng)域的研發(fā)和客 戶產(chǎn)品導入，強化高附加值市場的開拓，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)比重，實現(xiàn)收入和 凈利潤逆勢增長。2022 年全年，公司實現(xiàn)營收 337.62 億元，同比增長 10.69%; 實現(xiàn)歸母凈利潤 32.31 億元，同比增長 9.20%，創(chuàng)歷年新高。 2023 年 Q1，受半導體周期性下行影響，公司業(yè)績短期承壓，實現(xiàn)歸母凈利 潤 1.10 億元，同比下滑 87.24%，實現(xiàn)營收 58.60 億元，同比下滑 27.99%。

利潤率和費用率方面，公司在過去數(shù)年間通過業(yè)務(wù)規(guī)模增長、運營管理精進， 實現(xiàn)了較好的降費增效和盈利釋放。2017-2022 年，公司毛利率從 11.71%提升 至 17.04%，期間費用率從 13.55%下降至 7.47%，2019 年實現(xiàn)扭虧為盈，2022 年實現(xiàn)凈利率 9.57%。2023 年 Q1，受行業(yè)景氣度影響公司毛利率短期下滑至 11.84%，凈利率同步下滑至 1.88%。

從下游市場結(jié)構(gòu)來看，公司下游市場以通信和消費電子為主。2022 年全年， 公司收入結(jié)構(gòu)中通訊電子占比 39.3%、消費電子占比 29.3%、運算電子占比 17.4%、工業(yè)及醫(yī)療電子占比 9.6%、汽車電子占比 4.4%。運算電子和汽車電子 兩大成長性賽道將是公司重點發(fā)力方向。

欲了解更多中國半導體材料行業(yè)的未來發(fā)展前景，可以點擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報告《2023-2028年中國半導體材料行業(yè)市場深度全景調(diào)研及投資前景分析報告》。

• 相關(guān)深度報告REPORTS

  

  2023-2028年中國半導體材料行業(yè)競爭分析及發(fā)展前景預測報告

  半導體材料行業(yè)研究報告中的半導體材料行業(yè)數(shù)據(jù)分析以權(quán)威的國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用宏觀和微觀相結(jié)合的分析方式，利用科學的統(tǒng)計分析方法，在描述行業(yè)概貌的同時，對半導體材料行業(yè)進行細化分...

  查看詳情

延伸閱讀

推薦閱讀

猜您喜歡