关键字：半导体供应链 半导体OEM 晶圆代工
半导体谘询公司ATREG资深副总裁兼负责人Barnett Silver在会中发表对于封装与IC制造市场的看法。
他说，“过去十年来，随着技术迈向下一个先进节点，半导体制程与晶圆厂开发的总成本急遽上升，预计在14nm节点以后只有台积电(TSMC)、三星电子(Samsung)与英特尔(Intel)等少数几家代工厂还握有足够的资金持续这一制程竞赛。这使得OEM以及无晶圆厂的IC设计公司只能依靠少数几家代工选择，持续地受到牵制。因此，大型OEM必须垂直地重新整合其具策略性的芯片供应链。”
图1：芯片整合历经周期性循环。
Silvers预计在未来三年内将会出现转捩点——诸如苹果(Apple)、Google和亚马逊(Amazon)等资金充裕的OEM可望投资于越来越多的代工厂与IC封装厂，以确保其供应链稳定，届时半导体产业将能更有效地利用先进节点，以及降低芯片产能分配的风险。从观察多家代工厂与IDM的收购/整并谈判中，Silver目睹了这一类大型OEM的竞价过程(不过至今并未成功)。
对于OEM而言，抗衡台积电等少数几家晶圆代工厂市场主导地位的方法之一，就是透过不同程度的资本参与、经营权与所有权介入，以及收购委外半导体组装与测试服务供应商(OSATS)与代工厂的股份，以及开发其他的替代生产模式。
Silver表示，这种混合的半导体制造模式可能为其带来‘产能权益’，即半导体公司或OEM可投资于一座晶圆厂，以便取得该晶圆厂(包括保证获得产能)整体成功的股份；或者透过更进一步的合作(共同合作)模式，由多家半导体公司共同拥有与经营一座晶圆厂，并确保按比例获得整体产能，同时共同分担营运费用。
图2：先进封装仍将是一个明显的差异化因素，将推动产业重新整合。
“在此过程中，封装技术至关重要，然而却经常被忽视了”，Silver表示，他看到OSAT和晶圆代工服务的融合态势。
根据Yole Developpement的调查报告，2014年全球半导体IC晶圆中约有19%采用晶圆级封装技术(如晶圆植凸块、RDL与TSV等)制造，预计在2015年还将提高到20%。
Silver表示：“在代工厂、OSAT和IDM竞相抢占510亿美元的芯片组装与测试市场之际，我预期未来将会看到更多的整并与收购。随着封装技术变得越来越先进，特别是在晶圆级，在前段制程与后段封装之间将会发生重新整合与融合。”
尽管大部分的进展都来自于硅穿孔(TSV)技术，包括分辨率、深度与长宽比等，该技术仍被认为成本高昂，而仅限于高阶应用，包括服务器内存或高性能运算等。虽然2015年被认为是3D TSV起飞的一年，可望看到更多高频宽内存加速量产，但在今年欧洲3D TSV高峰会上的众多争议多半都围绕在这种全3D架构何时才能和2.5D中介层一样在消费应用上展现竞争力与成本优势。这种不确定性对于OSAT来说正是一个好机会，让他们能够扩展产品组合，以及抗衡企图掌控一切的代工厂。
根据半导体封装谘询公司TechSearch International总裁E. Jan Vardaman指出，虽然TSV技术已经被广泛地应用在感测器和MEMS，但产能问题以及堆叠内存与逻辑组件带来的热挑战仍然让3D TSV无法得到消费应用的青睐。
Vardaman认为，逻辑组件和内存的单芯片整合最早将在2018年实现，但由于智能型手机带来的价格压力，将使其难以在2019年以前采用3D TSV实现逻辑组件与逻辑组件的堆叠架构。
“芯片堆叠正成为现实，AMD目前也在着手进行中，”AMD资深研究员Bryan Black观察今天的2.5D和3D封装解决方案表示，“但为什么现在才发生？”他声称AMD大约在十年前就已经解决了产能问题了，而且即将在其所有产品系列中使用TSV技术。
成本是首要原因，特别是以先进制程节点制造大型芯片时，由于产量减少，使得成本变得更高昂。“芯片整合也已经耗尽能量了，”Black认为，下一代制程节点的整体成本并不一定就会比较便宜。”
图3：电晶体成本的不确定性
他的分析是，即使摩尔定律(Moore’s law)能够为每个新制程节点带来更多的电晶体，也不会是最适用的电晶体了，因为制程微缩将不再支持单一芯片上的不同功能，例如快速逻辑、低功耗逻辑、类比与快取等。
因此，从逻辑上来看，工程师将会试着把大型单芯片分成专用的组件，最大限度地发挥新的和现有制程节点的价值，而仅透过2.5D与3D堆叠进行重新整合。在他看来，IC整合将永远不会脱离中介层，相反地，硅中介层将会是未来的SoC关键接口，支持多种来源的3D组件，使其可依所需的步调扩展各种功能。
图4：硅中介层将是未来的SoC界面。
随着堆叠芯片的成本降低，OEM将能够善加利用芯片共享以取代软IP授权，购买市场上最好的芯片，并加以组装制作成自有的SoC。为了自行整合，大型OEM将乐意投资于OSAT或进行封装的代工厂。
“在服务器领域，还有谁比Google或Facebook更清楚他们需要的是什么？”Black指出，“这些公司并不希望被AMD或英特尔的硬体产品所束缚，但他们也不至于打造出更比半导体公司更多创新，他们只需要增加自己的创新就够了。”
“因此，理想情况下，他们会希望市场上出现一款配备开放插槽的芯片，让他们能创造自已想要的产品，”Black如此评论，同时也坦言曾经与Goolge的工程师交换过意见。
这种芯片级IP共享的愿景是：大型OEM可购买来自不同厂商经测试可用的芯片，以及管理自家的2.5D中介层插槽，在某些情况下甚至还可加入自家的ASIC于产品组合中，这一愿景与ATREG设想的垂直重新整合情景不谋而合。
“现在正是商业模式改变的有利时机！”Black的结语似乎暗示着芯片供应商更希望专注于销售更多经IP验证可用的分离式芯片，而非无法符合OEM期待的大型多功能整合芯片。