臺(tái)積電前高管投奔三星，強(qiáng)攻3D封裝

來(lái)源： 內(nèi)容由半導(dǎo)體芯聞（ID:MooreNEWS）編譯自businesskorea，謝謝。

據(jù)韓媒報(bào)道，三星電子聘請(qǐng)林俊成（音譯）擔(dān)任副總裁，林俊成是一位資深工程師，曾在三星代工業(yè)務(wù)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手臺(tái)積電工作了近 19 年。聘請(qǐng) Lin 的目的是加快韓國(guó)芯片制造商積極投資的先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展。

3月8日消息，據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，三星電子近日聘請(qǐng)Lin擔(dān)任半導(dǎo)體（DS）部門先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)副總裁。林副院長(zhǎng)今后將在本組織開(kāi)展先進(jìn)封裝技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作。

林副總為半導(dǎo)體封裝專家，1999年至2017年任職于臺(tái)積電，期間統(tǒng)籌臺(tái)積電申請(qǐng)美國(guó)專利450余項(xiàng)。Lin 因?yàn)榕_(tái)積電目前擅長(zhǎng)的 3D 封裝技術(shù)奠定基礎(chǔ)做出了貢獻(xiàn)。在加入臺(tái)積電之前，林還曾在美國(guó)存儲(chǔ)半導(dǎo)體公司美光科技工作。此外，在加入三星電子之前，Lin 曾擔(dān)任臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備公司 Skytech 的首席執(zhí)行官，積累了封裝設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

與臺(tái)積電和英特爾等全球半導(dǎo)體公司相比，三星電子的先進(jìn)封裝投資有些晚。然而，自去年以來(lái)，這家韓國(guó)芯片制造商一直在積極建設(shè)封裝基礎(chǔ)設(shè)施并招募人才。去年，三星電子成立了一個(gè)由 DS 部門總裁 Kyung Kye-hyun 直接領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)封裝商業(yè)化工作組。今年，該工作組升級(jí)為先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)組，這是一個(gè)由副總裁 King Moon-soo 領(lǐng)導(dǎo)的常設(shè)組織。在聘請(qǐng)林副社長(zhǎng)之前，三星電子從蘋(píng)果公司挖來(lái)了金宇平副社長(zhǎng)，并任命他為美國(guó)包裝解決方案中心負(fù)責(zé)人，以加強(qiáng)人力資源。

此外，三星電子的晶圓代工部門從英特爾挖來(lái)了研究先進(jìn)光刻工藝極紫外技術(shù)的副總裁李相勛。曾在全球最大芯片設(shè)計(jì)公司高通開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車半導(dǎo)體的Benny Katibian，也轉(zhuǎn)戰(zhàn)三星電子美國(guó)法人。此外，三星電子負(fù)責(zé)智能手機(jī)業(yè)務(wù)的MX部門執(zhí)行董事李鐘碩今年也從蘋(píng)果跳槽到三星電子。

三星電子資本支出，創(chuàng)歷史新高

2022年，三星電子的投資創(chuàng)下了約53萬(wàn)億韓元的歷史新高。其中，超過(guò) 90% 僅集中在半導(dǎo)體行業(yè)。

根據(jù) 3 月 8 日發(fā)布的三星電子業(yè)務(wù)報(bào)告，這家韓國(guó)科技巨頭去年的設(shè)施投資總額為 531153 億韓元（402.459 億美元）。它比上一年的 48.2222 萬(wàn)億韓元（365.271 億美元）增長(zhǎng)了 10.1%，這是有史以來(lái)最高的投資額。

2022 年，三星電子投資 47.8717 萬(wàn)億韓元（362.728 億美元），占總設(shè)施投資的 90.1%，用于擴(kuò)建其半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施。特別是，僅在去年第四季度，它就執(zhí)行了 18.7696 萬(wàn)億韓元（142.175 億美元）的投資。分析師稱，這是由于顯著增加了內(nèi)存生產(chǎn)投資，例如對(duì)韓國(guó)平澤市三四線的投資。盡管世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)低迷，但其半導(dǎo)體設(shè)備投資的39.2%都集中在內(nèi)存領(lǐng)域，這意味著三星電子在經(jīng)濟(jì)衰退的逆風(fēng)中加大了投資。

三星電子也決定將設(shè)施和研發(fā)投資維持在與過(guò)去相似的水平。為此，它最近從其子公司三星顯示器借了 20 萬(wàn)億韓元（150 億美元）。

三星電子還大幅增加了對(duì)未來(lái)增長(zhǎng)動(dòng)力的研發(fā)投資。2022 年，其研發(fā)費(fèi)用總計(jì) 24.9292 萬(wàn)億韓元（18.8764 美元），比上年增長(zhǎng) 10.3%。其研發(fā)費(fèi)用占總銷售額的比例也從上年的8.1%上升至8.2%。

與此同時(shí)，包括美國(guó)在內(nèi)的美洲地區(qū)正迅速成為三星電子最大的銷售地區(qū)。這家韓國(guó)科技巨頭 2022 年在美洲的單獨(dú)銷售額為 65.9617 萬(wàn)億韓元（499.462 億美元），比上年增長(zhǎng) 13%。美洲地區(qū)銷售額占總銷售額的比重也達(dá)到了31.1%，比上年的29.2%上升了1.9個(gè)百分點(diǎn)。

另一方面，同期其在中國(guó)的銷售額從 59.7247 萬(wàn)億韓元（452.235 億美元）下降 8.4% 至 54.6998 萬(wàn)億韓元（414.171 億美元）。其在中國(guó)的銷售額占總銷售額的百分比從 29.9% 收縮至 25.8%。去年，三星電子在中國(guó)擁有 30 家子公司，低于 2020 年的 33 家。

三星關(guān)注芯片封裝投資

全球最大的內(nèi)存芯片制造商三星電子公司可能會(huì)加快對(duì)包括芯片封裝在內(nèi)的前沿技術(shù)的投資，芯片封裝可以防止半導(dǎo)體材料的物理?yè)p壞和腐蝕。

2 月 17 日，三星集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人李在镕在視察韓國(guó)忠清南道天安市和溫陽(yáng)市的封裝業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)表示，全球最大的內(nèi)存芯片制造商應(yīng)該堅(jiān)持其投資和人才培養(yǎng)計(jì)劃。在參觀三星顯示器牙山園區(qū)

10 天后，他又參觀了制造現(xiàn)場(chǎng)，該園區(qū)是顯示器部門位于同一省牙山市的主要工廠。

當(dāng)時(shí)，李在镕強(qiáng)調(diào)，該公司應(yīng)盡最大努力實(shí)現(xiàn)無(wú)與倫比的創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)力，表明他將進(jìn)一步擴(kuò)大三星與全球同行之間的技術(shù)差距。 

周五參觀工廠時(shí)，三星電子執(zhí)行董事長(zhǎng)回顧了芯片制造業(yè)務(wù)的中長(zhǎng)期戰(zhàn)略，包括下一代半導(dǎo)體封裝技術(shù)及其研發(fā)。

他還要求三星主要高管積極投資人才和未來(lái)技術(shù)，包括半導(dǎo)體業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人 Kyung Kye-hyun、晶圓代工業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人 Choi Si-young 和系統(tǒng)大系統(tǒng)總裁 Park Yong-in。規(guī)模集成 (LSI) 事業(yè)部。

最終加工階段的關(guān)鍵技術(shù)

內(nèi)存芯片封裝是半導(dǎo)體器件制造的最后階段，用于保護(hù)芯片材料并將芯片連接到電路板。隨著谷歌有限責(zé)任公司和蘋(píng)果公司等全球科技巨頭提高芯片產(chǎn)量，先進(jìn)封裝技術(shù)變得越來(lái)越重要。

市場(chǎng)觀察人士表示，三星將在芯片封裝領(lǐng)域進(jìn)行積極投資。它在去年底成立了一個(gè)專門負(fù)責(zé)先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)的團(tuán)隊(duì)，以加快該技術(shù)的發(fā)展。

臺(tái)積電在芯片封裝技術(shù)上勝過(guò)三星。這家臺(tái)灣半導(dǎo)體巨頭去年 7 月在日本筑波建立了一個(gè)集成電路研發(fā)中心，用于硅堆疊和先進(jìn)封裝。

李在镕正在加快對(duì)半導(dǎo)體制造基地的訪問(wèn)——自去年 10 月就任三星電子董事長(zhǎng)以來(lái)，他已經(jīng)訪問(wèn)了韓國(guó)的七家工廠。 

一位消息人士稱，該集團(tuán)對(duì)地區(qū)工廠的投資不僅促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)，也促進(jìn)了三星合作伙伴公司的業(yè)務(wù)。

三星加碼封裝，晶圓廠爭(zhēng)霸升級(jí)

據(jù)businesskorea報(bào)道，三星電子在其 DX 事業(yè)部的全球制造和基礎(chǔ)設(shè)施部門內(nèi)設(shè)立了測(cè)試和封裝 (TP) 中心。

據(jù)報(bào)道，三星全球制造和基礎(chǔ)設(shè)施部是負(fù)責(zé)與半導(dǎo)體生產(chǎn)和工廠運(yùn)營(yíng)相關(guān)的整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的組織，包括氣體、化學(xué)、電力和環(huán)境安全設(shè)施。

借助該TP中心，三星希望能夠引領(lǐng)公司在半導(dǎo)體測(cè)試和封裝領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。近來(lái)，封測(cè)已成為決定半導(dǎo)體業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。臺(tái)積電和英特爾也在大力投資新的半導(dǎo)體封裝技術(shù)，例如異構(gòu)組合。臺(tái)積電計(jì)劃在臺(tái)灣建立新的半導(dǎo)體封裝廠，并在日本建立研發(fā)中心。英特爾還將分別在馬來(lái)西亞和意大利投資 70 億美元（約合 8.63 萬(wàn)億韓元）和 80 億歐元（約合 10.85 萬(wàn)億韓元）建設(shè)封裝工廠。

三星也在尋求加強(qiáng)其封裝能力。2015 年，該公司將蘋(píng)果的 iPhone 應(yīng)用處理器 (AP) 生產(chǎn)訂單輸給了開(kāi)發(fā)扇出晶圓級(jí)封裝 (FO-WLP) 技術(shù)的臺(tái)積電。三星從這次經(jīng)歷中吸取了重要的教訓(xùn)，此后一直尋求增強(qiáng)其包裝能力。

Gartner 預(yù)測(cè)，半導(dǎo)體封裝市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從 2020 年的 488 億美元增長(zhǎng)到 2025 年的 649 億美元。

新一代2.5D先進(jìn)封裝，三星推出H-Cube解決方案

2021年11月，三星推出了全新2.5D封裝解決方案H-Cube（Hybrid Substrate Cube，混合基板封裝），專用于需要高性能和大面積封裝技術(shù)的高性能計(jì)算（HPC）、人工智能（AI）、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等領(lǐng)域。

“H-Cube是三星電機(jī)（Samsung Electro-Mechanics, SEMCO） 和 Amkor Technology公司共同開(kāi)發(fā)的成功案例。該封裝解決方案適用于需要集成大量硅片的高性能芯片”，三星電子晶圓代工市場(chǎng)戰(zhàn)略部高級(jí)副總裁Moonsoo Kang表示，“通過(guò)擴(kuò)大和豐富代工生態(tài)系統(tǒng)，我們將提供豐富的封裝解決方案，幫助客戶突破挑戰(zhàn)?！?/p>

“現(xiàn)如今，在對(duì)系統(tǒng)集成要求日益提升、大型基板供應(yīng)困難的情況下，三星晶圓代工廠和Amkor Technology公司成功地聯(lián)合開(kāi)發(fā)了H-Cube（Hybrid Substrate Cube，混合基板封裝）技術(shù)，以應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。H-Cube降低了HPC/AI市場(chǎng)的準(zhǔn)入門檻，晶圓代工廠和OSAT（Outsourced Semiconductor Assembly and Test）公司之間的合作也很成功。”Amkor Technology全球研發(fā)中心高級(jí)副總裁JinYoung Kim表示。

2.5D封裝技術(shù)，通過(guò)硅中介層把邏輯芯片和高帶寬內(nèi)存芯片集成于方寸之間。三星H-CubeTM封裝解決方案，通過(guò)整合兩種具有不同特點(diǎn)的基板：精細(xì)化的ABF（Ajinomoto Build-up Film，味之素堆積膜）基板，以及HDI（High Density Interconnection，高密度互連）基板，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更大的2.5D封裝。

隨著現(xiàn)代高性能計(jì)算、人工智能和網(wǎng)絡(luò)處理芯片的規(guī)格要求越來(lái)越高，需要封裝在一起的芯片數(shù)量和面積劇增，帶寬需求日益增高，使得大尺寸的封裝變得越來(lái)越重要。其中關(guān)鍵的ABF基板，由于尺寸變大，價(jià)格也隨之劇增。

特別是在集成6個(gè)或以上的HBM的情況下，制造大面積ABF基板的難度劇增，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。我們通過(guò)采用在高端ABF基板上疊加大面積的HDI基板的結(jié)構(gòu)，很好解決了這一難題。

通過(guò)將連接芯片和基板的焊錫球的間距縮短35%，可以縮小ABF基板的尺寸，同時(shí)在ABF基板下添加HDI基板以確保與系統(tǒng)板的連接。

此外，通過(guò)三星專有的信號(hào)/電源完整性分析，即便在集成多個(gè)邏輯芯片和HBM的情況下，H-Cube也能穩(wěn)定供電和傳輸信號(hào)，而減少損耗或失真，從而增強(qiáng)了該解決方案的可靠性。

三星重估先進(jìn)封裝策略

積電今年資本支出拉高至400至440億美元除全力提升制程技術(shù)與產(chǎn)能外，臺(tái)積電也積極布局先進(jìn)封測(cè)領(lǐng)域，甚至傳出有意前往嘉義設(shè)封測(cè)廠，力拼提供客戶一條龍服務(wù)。反觀，韓媒披露，三星內(nèi)部將重新評(píng)估設(shè)立先進(jìn)封裝扇出型晶圓級(jí)封裝（FOWLP）產(chǎn)線的計(jì)劃，最主要原因是，即使該產(chǎn)線建置完成，目前三星并沒(méi)有可靠的大客戶能確保產(chǎn)能，可能導(dǎo)致封裝產(chǎn)線使用率低落。

《TheElec》報(bào)導(dǎo)，消息人士指出，三星原本打算在天安市投資2000億韓元，建立先進(jìn)封裝扇出型晶圓級(jí)封裝（FOWLP）產(chǎn)線，并將技術(shù)運(yùn)用在旗下Exynos系列的處理器生產(chǎn)上，但近期的高層會(huì)議卻對(duì)此事提出質(zhì)疑。

報(bào)導(dǎo)指出，高層們認(rèn)為，即使建立出一條FOWLP生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線并無(wú)法獲得充分利用，主因是目前沒(méi)有可靠的大客戶，可以保證對(duì)封裝產(chǎn)線的需求。此外，主要潛在客戶三星移動(dòng)（Samsung Mobile）與高通（Qualcomm）的接受度也不高。

此外，客戶們認(rèn)為，使用傳統(tǒng)PoP封裝技術(shù)就能提高處理器的性能，且整體成本也低于FOWLP封裝，導(dǎo)致目前客戶并沒(méi)有太大興趣。不僅如此，三星天安工廠現(xiàn)有的PLP生產(chǎn)線也沒(méi)有達(dá)到三星預(yù)期，目前該產(chǎn)線主要用在Galaxy Watch系列等智能手表的芯片封裝。

目前三星內(nèi)部仍未對(duì)此計(jì)劃做出最終決定，而若該計(jì)劃順利進(jìn)行，會(huì)先用于最近推出的Exynos 2200行動(dòng)處理器的后續(xù)產(chǎn)品，且消息人士也認(rèn)為，無(wú)論如何，三星仍會(huì)尋求擴(kuò)大FOWLP的生產(chǎn)技術(shù)。

先進(jìn)封裝：誰(shuí)是贏家？誰(shuí)是輸家？

近年來(lái)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的晶體管微縮方法走向了末路，于是產(chǎn)業(yè)便轉(zhuǎn)向封裝尋求提升芯片性能的新方法。例如近日的行業(yè)熱點(diǎn)新聞《打破Chiplet的最后一道屏障，全新互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)UCIe宣告成立》，可以說(shuō)把Chiplet和先進(jìn)封裝的熱度推向了又一個(gè)新高峰？

那么為什么我們需要先進(jìn)封裝呢？且看Yole解讀一下。

為什么我們需要高性能封裝？

隨著前端節(jié)點(diǎn)越來(lái)越小，設(shè)計(jì)成本變得越來(lái)越重要。高級(jí)封裝 (AP) 解決方案通過(guò)降低成本、提高系統(tǒng)性能、降低延遲、增加帶寬和電源效率來(lái)幫助解決這些問(wèn)題。

高端性能封裝平臺(tái)是 UHD FO、嵌入式 Si 橋、Si 中介層、3D 堆棧存儲(chǔ)器和 3DSoC。嵌入式硅橋有兩種解決方案：臺(tái)積電的 LSI 和英特爾的 EMIB。對(duì)于Si interposer，通常有臺(tái)積電、三星和聯(lián)電提供的經(jīng)典版本，以及英特爾的Foveros。EMIB 與 Foveros 結(jié)合產(chǎn)生了 Co-EMIB，用于 Intel 的 Ponte Vecchio。同時(shí)，3D 堆棧存儲(chǔ)器由 HBM、3DS 和 3D NAND 堆棧三個(gè)類別表示。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算和自動(dòng)駕駛汽車正在推動(dòng)高端性能封裝的采用，以及從技術(shù)角度來(lái)看的演變。今天的趨勢(shì)是在云、邊緣計(jì)算和設(shè)備級(jí)別擁有更大的計(jì)算資源。因此，不斷增長(zhǎng)的需求正在推動(dòng)高端高性能封裝的采用。 

高性能封裝市場(chǎng)規(guī)模？

據(jù)Yole預(yù)測(cè)，到 2027 年，高性能封裝市場(chǎng)收入預(yù)計(jì)將達(dá)到78.7億美元，高于 2021 年的27.4億美元，2021-2027 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 19%。到 2027 年，UHD FO、HBM、3DS 和有源 Si 中介層將占總市場(chǎng)份額的 50% 以上，是市場(chǎng)增長(zhǎng)的最大貢獻(xiàn)者。嵌入式 Si 橋、3D NAND 堆棧、3D SoC 和 HBM 是增長(zhǎng)最快的四大貢獻(xiàn)者，每個(gè)貢獻(xiàn)者的 CAGR 都大于 20%。

由于電信和基礎(chǔ)設(shè)施以及移動(dòng)和消費(fèi)終端市場(chǎng)中高端性能應(yīng)用程序和人工智能的快速增長(zhǎng)，這種演變是可能的。高端性能封裝代表了一個(gè)相對(duì)較小的業(yè)務(wù)，但對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，因?yàn)樗菐椭鷿M足比摩爾要求的關(guān)鍵解決方案之一。

誰(shuí)是贏家，誰(shuí)是輸家？

2021 年，頂級(jí)參與者為一攬子活動(dòng)進(jìn)行了大約116億美元的資本支出投資，因?yàn)樗麄円庾R(shí)到這對(duì)于對(duì)抗摩爾定律放緩的重要性。

英特爾是這個(gè)行業(yè)的最大的投資者，指出了35億美元。它的 3D 芯片堆疊技術(shù)是 Foveros，它包括在有源硅中介層上堆疊芯片。嵌入式多芯片互連橋是其采用 55 微米凸塊間距的 2.5D 封裝解決方案。Foveros 和 EMIB 的結(jié)合誕生了 Co-EMIB，用于 Ponte Vecchio GPU。

英特爾計(jì)劃為 Foveros Direct 采用混合鍵合技術(shù)。 臺(tái)積電緊隨其后的是 30.5億美元的資本支出。在通過(guò) InFO 解決方案為 UHD FO 爭(zhēng)取更多業(yè)務(wù)的同時(shí)，臺(tái)積電還在為 3D SoC 定義新的系統(tǒng)級(jí)路線圖和技術(shù)。

其 CoWoS 平臺(tái)提供 RDL 或硅中介層解決方案，而其 LSI 平臺(tái)是 EMIB 的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。臺(tái)積電已成為高端封裝巨頭，擁有領(lǐng)先的前端先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，可以主導(dǎo)下一代系統(tǒng)級(jí)封裝。

三星擁有類似于 CoWoS-S 的 I-Cube 技術(shù)。三星是 3D 堆棧內(nèi)存解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者之一，提供 HBM 和 3DS。其 X-Cube 將使用混合鍵合互連。

ASE 估計(jì)為先進(jìn)封裝投入了 20 億美元的資本支出，是最大也是唯一一個(gè)試圖與代工廠和 IDM 競(jìng)爭(zhēng)封裝活動(dòng)的 OSAT。憑借其 FoCoS 產(chǎn)品，ASE 也是目前唯一具有 UHD FO 解決方案的 OSAT。

其他OSAT 不具備在先進(jìn)封裝競(jìng)賽中與英特爾、臺(tái)積電和三星等大公司并駕齊驅(qū)的財(cái)務(wù)和前端能力。因此，他們是追隨者。