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台積電獨吞iPhone訂單的秘密!封測供應鏈整條都在旺 這5家公司搶卡位台積電先進封裝隊

2020-12-28
作者: 林宏達

▲2020年8月,台積電總裁魏哲家宣布台積電推出3DFabric技術品牌。(圖/取自台積電官網)

台積電和三星在先進封裝的戰火再起。

2020年,三星推出3D封裝技術品牌X-Cube,宣稱在7奈米晶片上可以直接堆上SRAM記憶體,企圖在先進封裝拉近與台積電的距離。幾天之後,台積電總裁魏哲家現身,宣布推出自有先進封裝品牌3D Fabric,台積電最新的SoIC(系統整合晶片)備受矚目。

時間拉回2015年,三星和台積電分頭生產蘋果iPhone使用的A9處理器;三星是全球記憶體龍頭,拿出14奈米技術生產晶片,台積電用的是16奈米和InFO封裝技術。結果,網友發現,三星版晶片續航力不如台積電版,從此台積電年年獨吞iPhone處理器訂單。

台積電獨吞iPhone處理器訂單的祕密

過去4年,台積電利用先進封裝爭到的商機,遠不只iPhone處理器,像2020年股價狂飆的AMD(超微),最新版晶片就用上先進封裝技術。打開AMD最新處理器,能看到用7奈米製造的核心晶片,外圍單位則是用14奈米製造,再利用先進封裝組成1顆晶片;透過這種方法,AMD只要增加在晶片上的核心晶片數量,就能快速提高晶片的性能,市占率也因此不斷提升。

此外,富士通開發的超級電腦晶片、Nvidia(輝達)的特斯拉繪圖晶片、博通的下一代AI晶片、賽靈思的FPGA晶片,全都是台積電先進封裝的客戶。

台積電最新的SoIC,威力更強。根據台積電的公開資訊,這項技術可以任意組合各種不同製程的晶片,除了記憶體,甚至還能直接把感測器一起封裝在同一顆晶片內。未來當你拍下一張照片,影像從接收、儲存到辨識影像,過去一個電腦系統才能完成的事,有可能用一顆晶片就能完成。根據台積電公布的資料,台積電的SoIC+封裝技術,線路密度會是2.5D晶圓封裝的1000倍!

業界人士透露,未來蘋果會用更多先進封裝服務,蘋果的M1晶片2020年是用傳統的BGA封裝,2021年會改用晶圓級封裝;因此,台積電雖然現在已經有4座先進封裝廠,卻還積極在苗栗興建新廠。隨著先進封裝的崛起,一條新的產業鏈也因此浮現,以下幾家公司會是台積電先進封裝隊的成員。

精材接收台積電晶圓級測試業務

隊員1:精材。精材團隊研究先進封裝多年,過去精材的主要業務之一,就是把影像感測器與邏輯IC,利用晶圓級封裝製成一顆IC。不過,2020年下半年開始,精材會扮演台積電體系晶圓級測試廠的角色,原有的影像感測先進封裝業務將逐漸縮小,外界傳出,台積電將把毛利較低的晶圓級測試業務交給精材,由第3方將設備移轉給精材,精材則負責營運及管理。

「蘋果希望降低成本,台積電希望拉高毛利率,精材因此成為最佳選擇。」業界人士透露,精材近期股價震盪,因為市場對2021年精材是否會有新訂單,看法不一。2020年精材前11個月的營收已創下成立17年以來的歷史新高。

隊員2:南電。先進封裝帶來的產業改變,除了影響封測業,也對PCB(印刷電路板)廠帶來重要影響,南電就是最佳代表。

一位封測業者觀察,當台積電剛開始推出先進封裝時,由於這種技術可以把分布在PCB板上的好幾顆晶片,直接整合進一顆晶片,「南電一整條PCB產線就不見了!」

但是,先進封裝也是PCB業者的機會,因為在先進封裝技術裡,還是要把晶片放在高精密度的載板上,才能讓晶片連上實體線路。「如果以前的PCB電路是平面道路,載板就是立體高架道路。」產業人士分析,載板的製造要求愈來愈接近半導體,在最精密的載板上,線路寬度已經只剩下幾個微米,在一片指甲大小的載板上,要能容納成千上萬的線路。

因此,先進封裝風行的證據之一,就是ABF載板供不應求,這種材料符合當前對高頻通訊、高速運算的需求,才能承擔連接昂貴晶片的任務。「高階的ABF載板,良率幾乎是零。」業界人士透露,因此台積電、力成都緊盯著載板廠的生產進度。一家封測廠高層就表示:「載板的供應狀況,現在直接影響先進封裝產能。」

南電、欣興載板缺貨潮下的大贏家

ABF大缺貨,南電的獲利狀況也跟著起飛;2019年第3季,南電毛利率只有3%,2020年第3季卻上升到14%。法說會上,南電也表示,過去載板是日本較有優勢,但是現在ABF載板產業鏈正在轉移,台灣由於在晶圓製造、封裝市占率都是全球第一,台廠製造載板自然更有優勢。

南電2020年的資本支出,3/4用在ABF等載板上,2020年年底南電昆山廠將完成ABF產線擴建。此外,系統級封裝(SiP)應用層面增加,像AirPods無線耳機,以及5G帶動的天線模組封裝需求,也讓BT載板需求也跟著增加。

隊員3:欣興。欣興是全球ABF載板最大供應商。幾年前,業界對ABF載板發展看法不同,生產這種載板不只投資大,技術也有一定難度,但欣興在董事長曾子章要求下,積極擴張ABF產能,因此成為這一波缺貨潮中的勝利者。

現在,欣興早已是英特爾、台積電重要的策略夥伴。英特爾等大廠會跟欣興等供應商合作生產,特製載板只能供旗下產品專用,在產能吃緊時,這種作法才能確保供貨,載板廠的重要性可見一斑。

隊員四:弘塑。台灣在先進封裝的發展,也給了本土設備和材料廠新的發展機會。過去,半導體製程中的設備和材料,要求較一般電子製程高,多半是外商天下,但這一次台積電等公司發展先進封裝時,為了加速推進研發製程,也會給在地廠商機會。由於台積電製程研發多半採A、B兩組競爭,找到願意全力配合的廠商,對研發時程也很有幫助。

弘塑就是成功在台積電先進封裝供應鏈卡位的台灣公司。

▲先進封裝是台灣半導體設備和材料廠的新機會。(圖/取自台積電官網)

弘塑、長興設備材料黏住護國神山

業界人士分析,弘塑在先進封裝清洗用的設備和材料成功打進台積電,由於先進封裝的過程中,會釋出大量的雜質,就要依賴弘塑的清洗機台,用高壓幫浦推動水柱清潔晶圓表面,或是將超純水霧化,深入晶圓的每一個縫隙吸附雜質。2019年,弘塑也開發出3D IC用的蝕刻機台,以及封裝用的去光阻液,擴大在先進封裝的市占率。

隊員5:長興化工。由於材料占先進封裝成本3成以上,加上貿易戰讓半導體產業鏈對在地供應要求提高,台積電有意和台灣在地特用化學廠商加強合作,長興化工過去多年在PCB用光阻等材料上擁有重要地位,也開發出3D IC封裝用材料Mold Under Fill,過去這塊市場一直是美、日廠商的天下,能提供的廠商屈指可數,但長興開發出高流動性的封裝材料,已打進台積電封裝供應鏈。

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