2.5D 3D IC深度剖析 | 誠品線上

2.5D 3D IC深度剖析

內容簡介

內容簡介 積體電路經過將近半世紀的發展後，逐漸形成目前熟悉的集成電路，半導體工業也在幾近符合Moore’s Law的走勢，為人們帶來前所未有的革新。 然而，如此的榮景正走向極限，不單是技術上的限制，更重要的是Moore’s Law所提及的製造成本的下降，在集成電路走向20nm以下受到極大的挑戰。綜合原因來自於設備造價高昂，製造過程繁複，良率容易受到更多變因等影響，因此目前的集成電路正走向3個不同的路徑。 其一就是上述的傳統微縮方案，估計2014年可以做到20nm產品量產，2015～2016年間達成16nm／14nm產品量產，雖然量產時程符合市場預期，但是價格仍會是半導體工業最大的隱憂。 其二是18吋晶圓解決方案（或稱450mm），透過基本的數學計算，在其他條件不變下，能夠節省目前主流12吋晶圓至少一半的成本，可惜的是，現實條件無法做到這麼完美，光是建18吋晶圓廠的成本就預計超過100億美元，且最基本的晶圓承載、運送等裝置尚未量產，更不用提從黃光到蝕刻等關鍵製程中的機台，有鑑於基本投資太過龐大，未來有能力建廠者全球不超過３家，對設備業者而言，開發風險大且回報不見得高，其實現的時間點預計將在2016年之後。 最後就是2.5D／3D IC，其好處是可以突破集成電路微縮的極限，且不同層晶片間可以選擇最適的製程節點，不但省下研發系統單晶片的成本，對於目前寸土寸金的行動裝置電路板中，也可起到節省空間的作用。雖然有上述的好處，但是2.5D／3D IC到目前為止仍有許多瓶頸，導致無法順利量產。 本專題的主要架構是闡述2.5D／3D IC的市場，從平面架構的IC的極限出發，而後闡述2.5D／3D IC的市場發展，當中包含目前所遭遇的瓶頸與解決方案，最後是各供應商的分析。

作者介紹

作者介紹 ■作者簡介拓墣產業研究所

產品目錄

產品目錄 第一章 2.5D／3D IC的崛起一.2.5D／3D IC之起源二.2.5D IC與3D IC的差別三.2.5D／3D IC的市場區隔第二章 3D IC的瓶頸一.3D IC的規格制訂與測試挑戰二.3D IC的晶圓薄化分析三.3D IC的TSV分析四.3D IC之散熱與封裝分析第三章 2.5D／3D IC代工商機一.不容忽視的對手：Intel二.台積電與其競爭對手分析三.各廠商客戶別與供應鏈分析圖目錄圖1.1 Mobile DRAM技術規格演進圖圖1.2 Qualcomm aSMP如何省電圖1.3 耗電量與頻率、電壓的關係圖1.4 big.LITTLE架構圖1.5 2D2.5D3D IC演進示意圖圖1.6 PCB與IC間的凸塊間距演進圖1.7 2.5D IC與3D IC的比較圖1.8 2012～2015年2.5D IC主要應用端滲透率預估圖1.9 各主要IC供應商的2.5D／3D IC規劃時程圖2.1 3D IC關鍵發展時程圖2.2 建立可測試化的3D IC流程圖2.3 3D IC MBIST／MBISR圖2.4 Logic BIST架構圖2.5 TSV成本分析圖2.6 晶圓薄化的問題圖2.7 ZoneBOND暫時性鍵合製程步驟圖2.8 3M vs TMAT的解鍵比較圖2.9 TSV在晶圓表層示意圖圖2.10 蝕刻造成扇形側壁示意圖圖2.11 Bosch DRIE圖2.12 Cryo DRIE圖2.13 蝕刻速率與寬高比關係圖2.14 2012～2016年TSV設備及材料市場規模圖2.15 3D IC成本比重分析圖2.16 3D IC熱分析與最適化概念流程圖圖2.17 台積電2012年OIP Forum圖2.18 3D IC 3項關鍵示意圖圖2.19 智慧型手機零組件整合示意圖圖2.20 Embedded IC Technology圖2.21 2012～2016年Embedded IC Technology導入裝置預估圖2.22 Fan-Out WLP vs FCBGA vs Fan-In WLCSP圖2.23 2012～2016年Fan-Out WLP市場規模預估圖3.1 Intel vs其他晶圓代工廠圖3.2 2008～2012年Intel與台積電資本支出／現金流量比較圖3.3 台積電的2.5D CoWoS平台商業模式圖3.4 傳統的CoW（Chip on Wafer）製作流程圖3.5 2012～2016年台積電、Samsung與封裝廠之3D IC市場預估圖3.6 主要晶圓代工廠之3D IC發展模式圖3.7 前四大晶圓代工於3D IC布局圖3.8 GlobalFoundries未來技術藍圖圖3.9 2011～2015年2.5D／3D IC未來產值分析圖3.10 未來半導體產業分工圖圖3.11 台積電2.5D Interposers的客戶及其產品種類圖3.12 NVIDIA的「GPU+記憶體」用於單價高的專業級繪圖卡圖3.13 2009～2015年2.5D Interposers晶圓數量需求（依應用別）圖3.14 Sony PS Vita已採用Samsung的Wide I／O記憶體圖3.15 2011～2015年各半導體廠2.5D／3D發展藍圖圖3.16 3D IC半導體營運模式圖3.17 3D IC半導體供應鏈圖3.18 2.5D／3D TSV 3D IC需求圖3.19 最佳的組合：Wide I／O+TSV圖3.20 DRAM規格Roadmap（Server & PC）圖3.21 DRAM規格Roadmap（Cellular Phone ／Smartphone）表目錄表1.1 製程演進的多面向比較表1.2 2011～2015年IC功能整合預期表2.1 各類組織之2.5D／3D IC標準制定表2.2 2012年與2015年晶圓薄度預估表2.3 矽品晶圓薄化藍圖表2.4 暫時性鍵合之廠商／製程／設備表2.5 解鍵之廠商／製程／設備表2.6 薄化晶圓解決方案表2.7 依不同用途別之各廠商出貨量分析表2.8 3種不同鑽孔之方式比較表2.9 3D IC不同製程之各廠商支援表2.10 DARPA ICECool表3.1 台積電CoWoS參考流程表3.2 不同種類IC對於2.5D／3D IC封裝的需求

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