3D IC將是半導體業者站穩手機晶片市場的必備武器。平價高規智慧型手機興起，已加速驅動內部晶片整合與製程演進；然而，20奈米以下先進製程研發成本極高，但所帶來的尺寸與功耗縮減效益卻相對有限，因此半導體廠已同步展開3D IC技術研發，以實現更高的晶片整合度，其中，三星已率先宣布將於2014年導入量產。
拓墣產業研究所半導體中心研究員蔡宗廷認為，MEMS技術將是手機設計差異化的關鍵，包括MEMS自動對焦和振盪器的出貨成長均極具潛力。
拓墣產業研究所半導體中心研究員蔡宗廷表示，2013～2015年手機內部晶片將以應用處理器為核心不斷向外整併，並導入20奈米(nm)以下先進製程，包括基頻處理器、聯網模組及射頻(RF)收發器均將合而為一。此外，電源、影音和觸控IC也將逐步整合成系統單晶片(SoC)；而各種微機電系統(MEMS)感測器則透過封裝技術組成感測器集線器(Sensor Hub)，屆時手機內部標配晶片將從2012年的十二顆，迅速縮減至六顆左右。
眾所皆知，提高晶片整合度的關鍵在於製程微縮，然而，晶圓廠從28奈米跨入20奈米後，因面臨半導體材料物理特性極限，以及鉅額的設備、矽智財(IP)投資，閘極製作成本卻僅能下降3.34%，遠遠落後前幾代10～33%的水準；而面積也只縮減28%，不如先前每一代演進大多能達到40%的改善；種種因素將導致20奈米約當八吋晶圓價格飆漲35.42%。
隨著製程微縮的投資報酬率逐漸失衡，半導體業者已開始加重研發3D IC，期取得較佳的下世代產品開發效益。日前在2013年新加坡國際半導體展(SEMICON Singapore)中，三星、高通(Qualcomm)均已揭櫫新一代Wide I/O記憶體加邏輯晶片的立體堆疊設計方案，前者因同時擁有記憶體與應用處理器技術，更一馬當先宣布將於2014年導入量產。
對封測業者而言，3D IC更將是鞏固未來營收的重要武器。蔡宗廷分析，一旦手機標配晶片的封裝需求砍半，將大幅影響封測廠營收來源，因而刺激矽品和星科金朋(STATS ChipPAC)，積極布局技術含量及毛利較高的3D IC封裝技術，包括晶片面對面堆疊(F2F Stacking)、2.5D矽中介層(Interposer)等。
除封測廠外，台積電也全力衝刺CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)製程商用，吸引半導體設備廠加緊部署新方案。蔡宗廷透露，3D IC須進行矽穿孔(TSV)，流程相當耗時，導致成本居高不下；為此，東京威力科創(Tokyo Electron)近期已發布一套新流程，並透過改良蝕刻(Etching)、清洗(Cleaning)和內埋(Liner)等設備，節省晶圓阻擋層(Barrier)、化學機械研磨(CMP)及清洗的製作時程，讓3D IC晶圓生產加快一倍。同時，由於台積電正逐漸增加在地採購比重，因此台商鴻碩也已投入研發3D IC蝕刻設備，積極爭取訂單。
蔡宗廷強調，行動裝置平價高規的發展勢不可當，以蘋果(Apple)為例，從2010年推出售價約650美元的iPhone 4以來，2011～2012年的下兩代產品價位均維持同樣水準，但包括顯示器、處理器和記憶體規格卻大幅躍進；同樣的狀況也發生在其他Android手機品牌上，因而加重晶片商產品整合度、生產成本壓力。
資料來源:新電子
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