異質整合兩大挑戰 半導體供應鏈合作為關鍵

3D堆疊也是提高電晶體等元件密度的有效方法。藉由增加堆疊的層數，在一個封裝結構中，可以整合更多晶片。這個發展方向會讓SoIC跟InFO、CoWoS這些技術有更緊密的連結，實現在相同的封裝體積內整合更多功能的目標。

除了追求更高的互聯密度外，異質整合還有一個重點，亦即把實現整個系統所需的各種元件都整合在一個封裝體內，形成所謂的系統級封裝(SiP)。洪志斌指出，SiP的概念已經發展多年，現在SiP不只可以用在晶片之間的整合，也可以把其他非晶片的主被動元件，甚至連接器都整合在單一封裝體內。要做到這點，不只需要封裝技術，更需要設計跟測試的配合。日月光可以提供從設計、封裝到測試的一條龍服務方案，這也是日月光最大的競爭優勢。

異質整合商機人人有機會 產業鏈協作方能克服異質整合新挑戰

異質整合的多樣性，在同一個題目下，例如高效能運算(HPC)，產業鏈應各自發揮所長，而非造成競爭關係，為半導體創造出新的價值。然而，異質整合雖為產業帶來巨大的市場商機，卻也是一條充滿挑戰的荊棘之路。

余振華認為，異質整合存在兩個主要挑戰，一是如何做好成本控制，二則是如何提高製程控制的精準度。如果要借用IC製程中的後段技術(BEOL)，例如銅製程來做先進封裝，成本仍是一個主要挑戰。BEOL的製程控制不是問題，但是以封裝的角度來看，BEOL設備的生產速度慢，機台的生產率(Throughput)偏低，不利於成本控制。

如果要使用封裝製程的技術來做先進封裝，雖然生產速度快，但製程控制的精準度，例如線寬的控制、對位的準確性，在技術上會有挑戰存在。這兩個挑戰會需要產業鏈上下游跟整個生態系統一起努力，由SEMI居中協調，找到好的解決辦法。

洪志斌也認同供應鏈合作的重要性，並指出日月光所做的系統級封裝有很多不同形態，遇到的挑戰也相當多元。傳統上在談先進封裝，都是從矽晶圓整合來看，但在系統級封裝還會遇到矽與砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)這類化合物半導體元件整合的需求。而隨著終端應用的變化，近幾年在SiP裡面整合的被動元件也比以前更多元。

更具挑戰的是，即便要整合更多不同元件，封裝的XYZ尺寸還是以每年15~30%的速度在縮小。光是靠封裝製程或封裝結構的改善，要達成這個目標還是相當困難。這是一個需要IC設計、晶圓製造、關鍵材料等整條供應鏈共同努力，才能克服的挑戰。

SEMI也在做「異質整合」，串聯技術社群、整合產業生態系

面對業界需要深化產業鏈合作，共同應對異質整合挑戰的呼聲，SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸指出，其實SEMI本身也一直在做異質整合，近年來陸續在世界各地整合很多不同領域技術的社群，例如微機電及感測器產業聯盟、半導體晶圓製造商聯盟等等。藉由整合更多不同領域的技術社群，讓半導體產業的生態系成員更多元，也為接下來異質整合的需求預作準備。

要實現異質整合，IC設計跟系統廠商也不能置身事外。在產品開發最源頭的設計階段，IC設計者就要把異質整合納入考慮。把半導體產業鏈上下游匯聚在同一個平台，讓前端設計者在設計元件時，就了解後端提供異質整合能力的供應鏈，才能把綜效發揮到最大。這個平台的建構為SEMI正在努力的目標。

除此之外，SEMI也積極參與異質整合標準跟技術發展路線圖的制定，讓半導體產業在異質整合方面，有全球共用的標準，進而讓異質整合的概念跟技術應用，能更快普及推廣。

同時，SEMI也將於2023年9月6日至8日於台北南港展覽館1&2館擴大舉辦全台最大半導體年度盛會SEMICON Taiwan 2023國際半導體展。展期間也將舉辦同期活動「異質整合國際高峰論壇」，為期三天議程精彩可期，邀請企業專家齊聚從異質整合看未來產業創新趨勢與商機，深度探討3D異質整合應用、高效能運算節能技術、人工智慧物聯網 (AIoT)及汽車物聯網解決方案等高科技製造業近年來最重要的產業趨勢與發展關鍵。

若想了解更多資訊請見SEMICON Taiwan官網：https://www.semicontaiwan.org/zh/programs/higs2022