在全球電子產品功能整合與隨身攜帶的風潮帶動下,輕、薄、短、小、多(多功)、省(省電)、廉(價廉)、快(快速)、美(美觀)成為未來產品的發展的趨勢,也帶動高度整合晶片技術的蓬勃發展。高度整合晶片的定義是指透過高度的功能整合或封裝技術,涵蓋使用SoC或SiP相關技術,將原本需透過電路板連結的晶片整合於單一構裝元件中。
由於台灣在IC設計、晶圓代工、記憶體生產及封裝測試的成就,台灣半導體產業以位居世界領先的地位,而應用創新與系統整合則扮演帶領台灣半導體產業升級,進而促進經濟成長的重責大任。本?究深入解析高度整合晶片未來市場需求與技術供給,構思出其對2015台灣半導體產業發展上的願景與實踐策略及行動方案如下。
一、成為全球消費電子產品應用創新的大本營
台灣在半導體在晶片設計與生產製造已居全球重要地位,未來應更貼近市場應用,進而領導潮流。策略首先藉由援引外力來掌握創意,進而營造創新環境,培養創意人才,深植創新能量。而具體行動方案包括:
舉行國際級設計比賽,收集創意,並營造創新氛圍。
透過入股、併購外國公司,掌握國外創新能量。
學、業界科專,長期鼓勵創新應用開發專案,培養創意人才。
二、具備世界級系統整合設計的能力
未來整合性系統在軟、硬體的搭配方面重要性增加,台灣應該從掌握國際標準制訂,建立系統設計平台相關的基礎建設,並培養系統整合設計人才等方面著手。在掌握國際標準方面,建議以組織聯盟,聯合產業力量,參與產品應用規格、系統晶片介面標準與系統級封裝產品標準之制訂;如Common Bus、Interface Standard、3D IC與PCB嵌入式被動元件技術在無線通訊晶片組或記憶模組的標準。同時利用入股、併購外國EDA公司,參與國際設計平台標準定義,掌握System Level Design Tools(design, verification, synthesis)資源。另一方面則推廣、成立IP Bank,投資關鍵IP,建構完整系統設計基礎建設,並強化專利掌握力。而系統設計人才的培養,則需要學、業界及政府更密切的合作,長期支持相關計畫以累積人才能量。以成就具備整合軟體硬體的系統設計能力、掌握產品應用國際標準制訂的能力及具備處理器自主技術的目標。
三、實現半導體生產製造的領先地位
過去台灣在半導體生產製造的成就,提供了晶片設計產業一個成長茁壯的溫床。唯有持續加強台灣既有優勢,一方面獎勵製程技術?發自主,率先實現22nm/450mm製程技術量產、具備次世代記憶體技術自主能力及整合3DIC及PCB嵌入式被動元件封裝等技術;另一方面援引外力,加速掌握關鍵技術自主能力,實現技術領先,才能實踐台灣在高度整合晶片及電子系統產品的領先地位。重要行動建議歸納如下:
●成立國際先進製程?發聯盟,以次世代記憶體及22nm / 450mm製程試產線,作為研發載具,整合國際資源,創造技術領先,實現世界半導體生產製造龍頭地位。
●透過入股、購併國際公司或IP授權,掌握次193nm微影製程及多核心處理器等關鍵技術。
●業、學界科專,長期支持晶片及系統節能設計、無線通訊(RF)製程技術及RF CMOS元件開發、3D IC與嵌入式被動元件技術開發專案,建立技術領先。
IC功能整合的關鍵技術可歸納成三部大類:平台設計技術、製程微縮與整合、多晶片封裝技術。經過研究團隊與專家多次討論後,辨識出七項重要關鍵技術,依其重要性排序為:低耗能晶片技術、RF無線通訊技術、SoC設計技術、製程微縮技術、晶片堆疊封裝技術、異質整合封裝技術及多核心處理技術。除了多核心處理技術外,其餘六項屬於中風險技術,建議台灣投入之策略思維以強化產業競爭優勢為優先,而多核心處理器的重要技術,目前皆掌握在國際大廠如Intel、ARM之手上,台灣跨入障礙極高,風險性相對而言最高,故策略思維以降低投入風險為主軸。
由於晶片趨勢走向整合,高度整合晶片即將對多項單一功能晶片造成全面性的取代,預估未來高度整合晶片將出現殺手級應用,如SSD固態儲存裝置、無線通訊整合晶片(手機、數位相機)及PC on Chip等,均有可能在2012-2016年時實現。將成為台灣半導體產業2015年跨越參兆元鴻溝的機會。有鑒於台灣半導體產業鏈高度垂直分工的現象,未來發展系統整合的各項關鍵技術,必須整合上中下游資源才能達成,也因此系統廠商、晶圓製造、封裝測試及EMS的相互合作、資源共享,是成功的關鍵。
半導體產業在消費性電子產品主導市場的趨勢下,產品應用創新與功能整合是致勝之道,台灣未來除了持續拉開技術進入障礙外,也要開發服務型態及內容的創新,以創造更高的附加價值。
由以上建議來看,台灣要成功發展高度整合晶片,廠商及政府都將扮演重要的角色,國內廠商應擺脫傳統發展成熟產品的方式,要大膽投入前瞻產品的開發,政府應提供足夠的誘因及良好的研發環境,讓廠商在研發過程無後顧之憂,兩者如相輔相成,必將帶領台灣走向研發創新的新時代。