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來自法國的市場研究機構 Yole Developpement 發佈最新覆晶封裝(Flip Chip)市場及技術發展趨勢報告，更新了覆晶封裝市場的最新商業動態，其中包括TIM、底部填充膠(underfills)、基板(substrates)及覆晶封裝焊接器(Flip-Chip bonders)之資訊；該報告更新了對該市場2010~2018年的預測數據、詳細的技術發展藍圖，以及從細節到總體性的方法途徑，並探討了針對 3DIC 與2.5D IC製程應用的微凸塊(micro bumping)封裝技術。

Yole Developpement表示，儘管具備高達19% 的年複合成長率，覆晶封裝其實並非新技術，早在三十年前就由IBM首次引進市場；也因為如此，覆晶封裝很容易被視為是一種舊的、較不吸引人的成熟技術。但事實上，覆晶封裝不斷隨著時代演進，甚至發展出新型的微凸塊封裝方案，以支援3DIC及2.5D等最先進IC製程技術。

事實上，無論使用哪種封裝技術，最終都還是需要凸塊(bumping)這個製程階段。2012年，凸塊技術在中段製程領域佔據81%的安裝產能，約當1,400萬片12吋晶圓；晶圓廠裝載率同樣為高水準，特別是銅柱凸塊平台(Cu pillar platform，88%)。

在覆晶封裝市場規模方面，估計其 2012年金額達200億美元(為中段製程領域的最大市場)，Yole Developpement預期該市場將持續以每年9%速度成長，在2018年可達到350億美元規模。而接下來五年內，覆晶封裝產能預期將於以下三個主要領域產生大量需求：

1. CMOS 28nm IC，包括像是APE/BB等新應用；

2. 下一代DDR記憶體；

3. 使用微凸塊技術的3D/2.5D IC 矽中介層(interposer)。

在以上應用的推動下，銅柱凸塊正逐步成為覆晶封裝的互連首選。

而除了已經使用覆晶封裝好一段時間的傳統應用──筆電、桌上型電腦、CPU、繪圖處理器(GPU)、晶片組；雖然成長速度趨緩但仍佔據據覆晶封裝相當大的產量──Yole Developpement分析師預期，覆晶封裝技術也將在行動與無線裝置(如智慧型手機)、消費性應用(平板電腦、智慧型電視、機上盒)、電腦運算，以及高效能/工業性應用像是網路、伺服器、資料處理中心及HPC等方面產生大量需求。

新一代的覆晶封裝IC 預期將徹底改變市場面貌，並驅動市場對晶圓凸塊技術的新需求；Yole Developpement先進封裝技術分析師Lionel Cadix表示：「在3D整合及超越摩爾定律的途徑方面，覆晶封裝是關鍵技術之一，並將讓晶圓整合實現前所未見的精密系統。」而覆晶封裝正隨著產業對新式銅柱凸塊及微凸塊技術的需求而重新塑形，正逐漸成為晶片互連的新主流凸塊冶金技術。

除了主流的凸塊技術外，Yole Developpement的新報告也聚焦了逐漸於各種應用領域受到歡迎的銅柱凸塊技術。銅柱凸塊獲得大量採用的驅動力來自數個方面，包括超細間距(very fine pitch)、無凸塊下金屬層(UBM)，以及high Z standoff製程等。

以晶圓片數量計算，銅柱凸塊覆晶封裝產能預期將在2010到2018之間達到35% 的年複合成長率(CAGR)；銅柱凸塊產能已經在第一大覆晶封裝製造商英特爾(Intel)的產能佔據很高比例，預期到2014年，有超過50%的凸塊晶圓是採用銅柱。

至於運用於2.5D IC與 3DIC 製成的微凸塊技術，可望在2013年隨著APE、 DDR記憶體等新型態應用，拉高市場對覆晶封裝的需求，並帶來新的挑戰與新技術發展。如今的覆晶封裝技術已可支援各種製程技術節點，以因應各種應用的特定需求。

而最終凸塊技術將演進至直接將IC與銅墊片接合；這種以無凸塊銅對銅接合的3D IC整合方案，預期將可提供高於4 x 105 cm²的IC對IC連結密度，使其成為更適合未來推進摩爾定律極限的晶圓級3D IC整合方案。

 
簡化的FC BGA技術發展藍圖
（來源：Yole Developpement）

台灣是全球覆晶封裝凸塊製程產能第一大

全球各大半導體封測業者正準備生產以覆晶球柵陣列(fcBGA)為基礎形式的銅柱凸塊製程，也不會限制銅柱凸塊在晶片尺寸覆晶封裝(fcCSP)上的運用，這讓各種元件如CPU、GPU、晶片組、APE、BB、ASIC、FPGA及記憶體等供應商，都有機會採用銅柱凸塊覆晶封裝技術。估計銅柱凸塊產能將在2010到2014期間快速成長(年複合成長率31%)，規模在2014年達到900萬片晶圓，並支援微凸塊技術及先進CMOS IC凸塊技術的成長需求。

在正值轉變期的中段製程領域，各家CMOS晶圓廠正在大力推廣晶圓凸塊技術服務──包括台積電(TSMC)、GLOBALFOUNDRIES等晶圓代工大廠；而凸塊技術供應商(FCI、Nepes等)以及半導體封測業者，則是專注於投資先進凸塊技術。在2012年，半導體封測業者貢獻31%的ECD焊錫凸塊(solder bump)技術安裝產能，及22%的銅柱凸塊技術安裝產能。

以區域來看，台灣擁有全球最大的是整體凸塊產能(不分冶金技術)，主要來自晶圓代工廠與半導體封測業者；而台灣目前是銲錫與銅覆晶封裝凸塊外包市場的龍頭。受惠於半導體中段製程聚合趨勢，覆晶封裝市場正在成長，且可能對傳統「IDM vs.無晶圓廠」的供應鏈生態帶來前所未有的挑戰。

編譯：Judith Cheng

資料來源:電子工程專輯