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大陸半導體積極投入Chiplet與先進封裝技術布局

來源：工商時報

　　中國在封測與成熟製程市場的市占率長年分別為4成和2成以上，且有逐年攀升趨勢，面對美國政府持續封鎖中國取得各項研發先進製程的情況，中國正試圖加強其封測產業在先進封裝技術的布局，透過成熟製程晶片與先進封裝技術的Chiplet，有望達到媲美先進製程晶片的效能。

投入Chiplet發展的契機

　　中美晶片戰自2022年8月9日《晶片與科學法案》（CHIPS and Science Act）簽署後，美國便開始對中國在技術、設備、人才三方面逐步建立封鎖網，全面且精準地遏止中國取得半導體發展上的突破，尤其在5奈米以下的先進製程發展中，製作高階晶片所需的電子設計自動化（EDA）軟體與極紫外光微影（EUV）曝光機被列入出口中國的管制清單，成為中國在進入先進製程階段的最大挑戰之一。

　　然而，美國政府並未對晶片封裝業務設立禁令，因此，透過先進封裝技術提升晶片運算能力成為一個可行途徑，中國近年政策方向就轉以Chiplet架構與先進封裝技術研究為核心，尋找半導體封鎖的突破口。

　　另一方面，因應AI晶片應用需求，先進封裝已成為推動產業技術進步的關鍵路徑。從系統應用角度出發，先進封裝透過3D封裝和系統級封裝（SiP）等技術實現元件功能的整合與產品多樣化，這些技術將是未來提升高階製程晶片性能的重要方式。同樣地，先進封裝技術也有助提升成熟製程晶片的效能，甚至有望達到媲美先進製程晶片的水準。

先進封裝在Chiplet技術發展扮演的關鍵角色

　　觀察晶片製程發展，過去透過半導體製程縮小晶片提升性能的方式面臨物理條件的限制，同時縮小晶片尺寸的成本和功耗不斷增加，加上手機處理器、車用晶片、CPU/GPU、AI晶片等應用場景在高效能、低功耗、小型化與多功能化等方面對晶片提升出更高需求，為滿足這些應用需求，先進封裝技術逐漸成為全球廠商關注重點之一。

　　先進封裝技術透過倒裝焊接（FC）、矽穿孔（TSV）等互連技術將多個元件整合至一個封裝中，減少元件間的距離從而提高性能表現。現行常見的先進封裝技術包括多晶片模組（MCM）、2.5D封裝、3D封裝、異質整合（Heterogeneous Integration）、扇出型晶圓級封裝（FFOWLP）與SiP等。

　　此外，由於傳統封裝技術已不能滿足Chiplet技術發展的需要，因此先進封裝技術在Chiplet中被大量採用。封裝結構從2D到3D封裝，在各維度提高互聯密度、縮小互聯距離，同時降低成本，晶片焊接製程也轉向熱壓接合（TCB）、混合鍵合（Hybrid Bonding），晶片互聯間距從100微米以上縮小至3微米以下，提升互聯的品質與頻寬。目前Chiplet主要採用的先進封裝方式包含2D封裝、2.5D封裝與3D封裝。

　　在先進封裝和先進製程技術的競爭中，主要是在台積電、三星與英特爾三間國際晶圓代工大廠的較勁，這使得先進製程與先進封裝緊密結合，成為半導體未來發展的主戰場之一。在提升運算能力方面，先進封裝的重要性不亞於先進製程。

中國聚焦成熟製程與先進封裝發展

　　由於中國致力推動在地化生產、IC國產化等政策與補貼，故擴產進度又以中國最積極，預估中國成熟製程產能占比將從2023年的29％，成長至2027年的33％。隨著中國先進封裝技術持續發展，搭配充沛的成熟製程產能，可能成為中國在國際晶片賽道與半導體自主化政策的重要利器。

　　而中國封測產業近年來也加速發展，目前全球營收前十大封測廠商中國業者便占有四席，分別為長電科技（第三）、通富微電（第四）、華天科技（第六）與智路封測（第七）。

　　在先進封裝的布局上，2020年中國先進封裝產值為130.48億美元，占中國封裝市場約36％，2023年中國先進封裝產值增加至188.06億美元，占封裝市場比例也提升至約39％。然而，此數據也顯示出中國先進封裝業務的占比，仍與國際間有一段差距，能否迎頭趕上取決於中國廠商在先進封裝技術的推動速度與未來美國政府是否會對先進封裝業務採取相關禁令。

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