由於技術上仍存在挑戰,使得3D IC一直都成為半導體業界想發展,卻遲遲到不了的禁區。儘管如此,國際半導體材料協會SEMI仍樂觀認為,系統化的半導體技術仍將是主流趨勢,這意味著3D IC的發展將不會停下腳步。但在3D IC技術仍未成熟的現階段,2.5D IC是最好的替代方案。
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3D IC成長主要來自行動裝置的記憶體需求增加。3D IC可改善記憶體的性能與穩定度,並減低成本與縮小尺寸。 BigPic:451x346 |
SEMI認為,目前2.5D IC從設計工具、製造、封裝測試等方案都已準備就緒,目前將致力於將量產流程標準化,讓2.5D IC在2014年能正式進行量產。至於3D IC,到2016年將有較大幅度的成長空間。
事實上,2.5D IC等於是3D IC在諸多製程與整合問題難以客克服的情況下,半導體業者退而求其次的方案,因此也被某種程度上也被定義為相對過渡的技術,業界仍以實現3D IC為最重要目標。要實現3D IC,就必須利用TSV(矽穿孔)技術,來讓晶片互連,完成晶片的異質性堆疊。
然而現階段TSV針對裸晶如何有效散熱並讓晶片運作等問題,仍存在挑戰。2.5D IC則是讓裸晶間採平行排列方式,在中介層進行連結,縮短訊號的延遲時間並提升系統的整體效能。
業界認為,目前2.5D及3D IC製程方案已逐漸成熟,產業面臨的最大挑戰仍在量產能力的有效提升。包括台積電、日月光、意法、三星、爾必達、美光、Global foundries、IBM、Intel等半導體大廠都已投入3D IC的研發與生產。
SEMI表示,3D IC的主要技術趨勢就是多晶片封裝,也就是將更多電晶體封裝在3D IC中,可加速記憶體與處理器間的溝通。也正由於多晶片封裝技術需求增加,使得3D IC市場倍受矚目。多晶片封裝技術將兩種以上記憶體晶片透過整合與堆疊設計,封裝在同一個BGA封裝中,比起兩個薄型TSOP封裝,還節省70%空間。
TechNavio分析預測,今年起至2016年,全球3D IC市場的年複合成長率為19.7%,成長主要來自行動裝置的記憶體需求增加。3D IC可改善記憶體的性能與穩定度,並減低成本與縮小尺寸。