手机芯片加速整合 3D IC非玩不可

2013-05-24 07:12:55来源: 新电子 关键字:手机芯片  3D  IC
    3D IC将是半导体业者站稳手机晶片市场的必备武器。平价高规智慧型手机兴起,已加速驱动内部晶片整合与制程演进;然而,20奈米以下先进制程研发成本极高,但所带来的尺寸与功耗缩减效益却相对有限,因此半导体厂已同步展开3D IC技术研发,以实现更高的晶片整合度,其中,三星已率先宣布将于2014年导入量产。

拓墣产业研究所半导体中心研究员蔡宗廷认为,MEMS技术将是手机设计差异化的关键,包括MEMS自动对焦和振荡器的出货成长均极具潜力。
拓墣产业研究所半导体中心研究员蔡宗廷表示,2013~2015年手机内部晶片将以应用处理器为核心不断向外整并,并导入20奈米(nm)以下先进制程,包括基频处理器、联网模组及射频(RF)收发器均将合而为一。此外,电源、影音和触控IC也将逐步整合成系统单晶片(SoC);而各种微机电系统(MEMS)感测器则透过封装技术组成感测器集线器(Sensor Hub),届时手机内部标配晶片将从2012年的十二颗,迅速缩减至六颗左右。

众所皆知,提高晶片整合度的关键在于制程微缩,然而,晶圆厂从28奈米跨入20奈米后,因面临半导体材料物理特性极限,以及钜额的设备、矽智财(IP)投资,闸极制作成本却仅能下降3.34%,远远落后前几代10~33%的水准;而面积也只缩减28%,不如先前每一代演进大多能达到40%的改善;种种因素将导致20奈米约当八寸晶圆价格飙涨35.42%。

随着制程微缩的投资报酬率逐渐失衡,半导体业者已开始加重研发3D IC,期取得较佳的下世代产品开发效益。日前在2013年新加坡国际半导体展(SEMICON Singapore)中,三星、高通(Qualcomm)均已揭橥新一代Wide I/O记忆体加逻辑晶片的立体堆叠设计方案,前者因同时拥有记忆体与应用处理器技术,更一马当先宣布将于2014年导入量产。

对封测业者而言,3D IC更将是巩固未来营收的重要武器。蔡宗廷分析,一旦手机标配晶片的封装需求砍半,将大幅影响封测厂营收来源,因而刺激矽品和星科金朋(STATS ChipPAC),积极布局技术含量及毛利较高的3D IC封装技术,包括晶片面对面堆叠(F2F Stacking)、2.5D矽中介层(Interposer)等。

除封测厂外,台积电也全力冲刺CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)制程商用,吸引半导体设备厂加紧部署新方案。蔡宗廷透露,3D IC须进行矽穿孔(TSV),流程相当耗时,导致成本居高不下;为此,东京威力科创(Tokyo Electron)近期已发布一套新流程,并透过改良蚀刻(Etching)、清洗(Cleaning)和内埋(Liner)等设备,节省晶圆阻挡层(Barrier)、化学机械研磨(CMP)及清洗的制作时程,让3D IC晶圆生产加快一倍。同时,由于台积电正逐渐增加在地采购比重,因此台商鸿硕也已投入研发3D IC蚀刻设备,积极争取订单。

蔡宗廷强调,行动装置平价高规的发展势不可当,以苹果(Apple)为例,从2010年推出售价约650美元的iPhone 4以来,2011~2012年的下两代产品价位均维持同样水准,但包括显示器、处理器和记忆体规格却大幅跃进;同样的状况也发生在其他Android手机品牌上,因而加重晶片商产品整合度、生产成本压力。

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编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0524/article_22080.html
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