部落格

在當今科技迅速發展的時代，AI成為推動創新與進步的重要力量。先進封裝技術成為輔助AI發展的關鍵，AI的應用則創造新的半導體需求並驅動半導體技術發展，兩者相輔相成。

半導體封裝：連接晶片與系統的橋樑

隨著半導體市場的擴張，預計到2030年將達到破兆美元的規模。隨著半導體晶圓製造技術的突飛猛進，晶片與系統之間線路尺寸差距從最初的50倍擴大到如今的2700倍，而先進封裝技術成為彌合晶片與系統之間線路尺寸差距的關鍵。先進封裝不僅提升了系統性能，也為AI的穩定運行提供基礎，預計在2030年單就半導體封裝的產值估計即能達到1500億美元之譜。

半導體發展趨勢

半導體的未來主要有三大主軸：摩爾定律的持續精進（More Moore），晶片的多樣化（More than Moore）以及異質整合(Heterogeneous Integration)。在More Moore的路徑上，電晶體持續微縮以提升IC的速度及效能，在GPU、CPU、應用處理器（AP）、記憶體以及Logic IC的發展扮演著重要角色。而More than Moore則是展現了各類晶片的蓬勃發展，包括了analog、RF、power、passive、sensor甚至biochips。異質整合技術可以將各種元件(如邏輯晶片、感測器、記憶體等) 整合在一起，提升系統的功能和性能，主要包含先進封裝(Advanced Packaging)以及系統級封裝(System in Package, SiP)兩大平台。

AI先進封裝發展趨勢

目前用於整合AI Chiplets (例如GPU以及記憶體)的先進封裝技術 : 主要包括 Si Interposer 和 RDL Interposer 兩大平台。其中將晶片置放於Si Interposer上進行功能整合的技術稱為 2.5D 封裝，而 RDL Interposer 則是將晶片置放在重佈線層（RDL）介面上進行功能整合，稱為FOCoS (Fan Out Chip-on-Substrate)或FO-RDL封裝。若 RDL Interposer 上內埋有橋接結構（Bridge），則稱為FOCoS-Bridge或FO-Bridge封裝。例如AMD MI250，就是將GPU跟HBM整合在RDL Interposer上面，利用內埋的橋接結構提供較細的線路來連接GPU跟HBM。

未來的先進封裝趨勢顯示，具有電晶體的主動式Interposer將逐步取代不具電晶體的被動式Interposer，FO-Bridge亦將趨於主流。舉例來看，不論是記憶體堆疊在ASIC上或ASIC堆疊在記憶體上、或EIC堆疊在Photonics IC (PIC)上，這些封裝結構中都具有主動式Interposer來進行整合。從被動到主動的轉變促進橫向並排到垂直堆疊的發展，訊號傳遞也將由銅導線逐漸轉變為無限頻寬的光學連接。

隨著 Chiplets 整合的興起，未來的AI先進封裝將包含多個 3D IC 和其他元件(如集成電壓調節器（IVR）和矽電容器（Si-Cap)，同時光學引擎也將被整合，以進一步提升系統性能。

系統級封裝整合趨勢

在物聯網(IoTs)時代，系統級封裝（SiP）是實現科技創新的關鍵技術。無論是智能家居、穿戴設備、工業自動化，還是智慧城市，系統裝置都需要整合數據收集、處理、通信等多種功能。SiP技術能夠將多個元件（如處理器、感測器、無線傳輸模組、電源模組）在單一封裝中實現，簡化設計並提高效率。隨著系統整合的功能越來越多，系統級封裝整合的元件數目 (quantity of components)也越來越多，目前整合300至500多個元件的系統級封裝已越來越常見。

AI推動需求變革

隨著越來越多的AI應用進入日常生活，PMMP（People-Machine-Machine-People）將成為主流的互動方式，除了傳統的人機互動，AI應用促進了大量的機器之間的溝通協作，進一步推動半導體需求的多元增長，涵蓋5G和智能設備、自動駕駛、數據中心高性能計算到終端元件等領域，持續推動半導體的創新和發展。

結語：互惠共生的未來

半導體業界透過摩爾定律的持續精進以及先進封裝技術，為AI發展所需的算力提供了強有力的支援；而AI新興應用的出現又推動了許多新的半導體需求。因此AI與半導體的關係如同魚與水相輔相成。隨著需求的持續增長，這一良性循環將推動半導體的持續創新與發展。我們期待與您一起迎接這個充滿機遇的未來！