關(guān)鍵字：半導(dǎo)體供應(yīng)鏈 半導(dǎo)體OEM 晶圓代工
半導(dǎo)體諮詢公司ATREG資深副總裁兼負(fù)責(zé)人Barnett Silver在會(huì)中發(fā)表對(duì)于封裝與IC制造市場的看法。
他說，“過去十年來，隨著技術(shù)邁向下一個(gè)先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，半導(dǎo)體制程與晶圓廠開發(fā)的總成本急遽上升，預(yù)計(jì)在14nm節(jié)點(diǎn)以后只有臺(tái)積電(TSMC)、三星電子(Samsung)與英特爾(Intel)等少數(shù)幾家代工廠還握有足夠的資金持續(xù)這一制程競賽。這使得OEM以及無晶圓廠的IC設(shè)計(jì)公司只能依靠少數(shù)幾家代工選擇，持續(xù)地受到牽制。因此，大型OEM必須垂直地重新整合其具策略性的芯片供應(yīng)鏈。”
圖1：芯片整合歷經(jīng)周期性循環(huán)。
Silvers預(yù)計(jì)在未來三年內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)捩點(diǎn)——諸如蘋果(Apple)、Google和亞馬遜(Amazon)等資金充裕的OEM可望投資于越來越多的代工廠與IC封裝廠，以確保其供應(yīng)鏈穩(wěn)定，屆時(shí)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將能更有效地利用先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，以及降低芯片產(chǎn)能分配的風(fēng)險(xiǎn)。從觀察多家代工廠與IDM的收購/整并談判中，Silver目睹了這一類大型OEM的競價(jià)過程(不過至今并未成功)。
對(duì)于OEM而言，抗衡臺(tái)積電等少數(shù)幾家晶圓代工廠市場主導(dǎo)地位的方法之一，就是透過不同程度的資本參與、經(jīng)營權(quán)與所有權(quán)介入，以及收購委外半導(dǎo)體組裝與測(cè)試服務(wù)供應(yīng)商(OSATS)與代工廠的股份，以及開發(fā)其他的替代生產(chǎn)模式。
Silver表示，這種混合的半導(dǎo)體制造模式可能為其帶來‘產(chǎn)能權(quán)益’，即半導(dǎo)體公司或OEM可投資于一座晶圓廠，以便取得該晶圓廠(包括保證獲得產(chǎn)能)整體成功的股份；或者透過更進(jìn)一步的合作(共同合作)模式，由多家半導(dǎo)體公司共同擁有與經(jīng)營一座晶圓廠，并確保按比例獲得整體產(chǎn)能，同時(shí)共同分擔(dān)營運(yùn)費(fèi)用。
圖2：先進(jìn)封裝仍將是一個(gè)明顯的差異化因素，將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)重新整合。
“在此過程中，封裝技術(shù)至關(guān)重要，然而卻經(jīng)常被忽視了”，Silver表示，他看到OSAT和晶圓代工服務(wù)的融合態(tài)勢(shì)。
根據(jù)Yole Developpement的調(diào)查報(bào)告，2014年全球半導(dǎo)體IC晶圓中約有19%采用晶圓級(jí)封裝技術(shù)(如晶圓植凸塊、RDL與TSV等)制造，預(yù)計(jì)在2015年還將提高到20%。
Silver表示：“在代工廠、OSAT和IDM競相搶占510億美元的芯片組裝與測(cè)試市場之際，我預(yù)期未來將會(huì)看到更多的整并與收購。隨著封裝技術(shù)變得越來越先進(jìn)，特別是在晶圓級(jí)，在前段制程與后段封裝之間將會(huì)發(fā)生重新整合與融合。”
盡管大部分的進(jìn)展都來自于硅穿孔(TSV)技術(shù)，包括分辨率、深度與長寬比等，該技術(shù)仍被認(rèn)為成本高昂，而僅限于高階應(yīng)用，包括服務(wù)器內(nèi)存或高性能運(yùn)算等。雖然2015年被認(rèn)為是3D TSV起飛的一年，可望看到更多高頻寬內(nèi)存加速量產(chǎn)，但在今年歐洲3D TSV高峰會(huì)上的眾多爭議多半都圍繞在這種全3D架構(gòu)何時(shí)才能和2.5D中介層一樣在消費(fèi)應(yīng)用上展現(xiàn)競爭力與成本優(yōu)勢(shì)。這種不確定性對(duì)于OSAT來說正是一個(gè)好機(jī)會(huì)，讓他們能夠擴(kuò)展產(chǎn)品組合，以及抗衡企圖掌控一切的代工廠。
根據(jù)半導(dǎo)體封裝諮詢公司TechSearch International總裁E. Jan Vardaman指出，雖然TSV技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在感測(cè)器和MEMS，但產(chǎn)能問題以及堆疊內(nèi)存與邏輯組件帶來的熱挑戰(zhàn)仍然讓3D TSV無法得到消費(fèi)應(yīng)用的青睞。
Vardaman認(rèn)為，邏輯組件和內(nèi)存的單芯片整合最早將在2018年實(shí)現(xiàn)，但由于智能型手機(jī)帶來的價(jià)格壓力，將使其難以在2019年以前采用3D TSV實(shí)現(xiàn)邏輯組件與邏輯組件的堆疊架構(gòu)。
“芯片堆疊正成為現(xiàn)實(shí)，AMD目前也在著手進(jìn)行中，”AMD資深研究員Bryan Black觀察今天的2.5D和3D封裝解決方案表示，“但為什么現(xiàn)在才發(fā)生？”他聲稱AMD大約在十年前就已經(jīng)解決了產(chǎn)能問題了，而且即將在其所有產(chǎn)品系列中使用TSV技術(shù)。
成本是首要原因，特別是以先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)制造大型芯片時(shí)，由于產(chǎn)量減少，使得成本變得更高昂。“芯片整合也已經(jīng)耗盡能量了，”Black認(rèn)為，下一代制程節(jié)點(diǎn)的整體成本并不一定就會(huì)比較便宜。”
圖3：電晶體成本的不確定性
他的分析是，即使摩爾定律(Moore’s law)能夠?yàn)槊總€(gè)新制程節(jié)點(diǎn)帶來更多的電晶體，也不會(huì)是最適用的電晶體了，因?yàn)橹瞥涛⒖s將不再支持單一芯片上的不同功能，例如快速邏輯、低功耗邏輯、類比與快取等。
因此，從邏輯上來看，工程師將會(huì)試著把大型單芯片分成專用的組件，最大限度地發(fā)揮新的和現(xiàn)有制程節(jié)點(diǎn)的價(jià)值，而僅透過2.5D與3D堆疊進(jìn)行重新整合。在他看來，IC整合將永遠(yuǎn)不會(huì)脫離中介層，相反地，硅中介層將會(huì)是未來的SoC關(guān)鍵接口，支持多種來源的3D組件，使其可依所需的步調(diào)擴(kuò)展各種功能。
圖4：硅中介層將是未來的SoC界面。
隨著堆疊芯片的成本降低，OEM將能夠善加利用芯片共享以取代軟IP授權(quán)，購買市場上最好的芯片，并加以組裝制作成自有的SoC。為了自行整合，大型OEM將樂意投資于OSAT或進(jìn)行封裝的代工廠。
“在服務(wù)器領(lǐng)域，還有誰比Google或Facebook更清楚他們需要的是什么？”Black指出，“這些公司并不希望被AMD或英特爾的硬體產(chǎn)品所束縛，但他們也不至于打造出更比半導(dǎo)體公司更多創(chuàng)新，他們只需要增加自己的創(chuàng)新就夠了。”
“因此，理想情況下，他們會(huì)希望市場上出現(xiàn)一款配備開放插槽的芯片，讓他們能創(chuàng)造自已想要的產(chǎn)品，”Black如此評(píng)論，同時(shí)也坦言曾經(jīng)與Goolge的工程師交換過意見。
這種芯片級(jí)IP共享的愿景是：大型OEM可購買來自不同廠商經(jīng)測(cè)試可用的芯片，以及管理自家的2.5D中介層插槽，在某些情況下甚至還可加入自家的ASIC于產(chǎn)品組合中，這一愿景與ATREG設(shè)想的垂直重新整合情景不謀而合。
“現(xiàn)在正是商業(yè)模式改變的有利時(shí)機(jī)！”Black的結(jié)語似乎暗示著芯片供應(yīng)商更希望專注于銷售更多經(jīng)IP驗(yàn)證可用的分離式芯片，而非無法符合OEM期待的大型多功能整合芯片。
移動(dòng)設(shè)備訪問
