SoC趨勢下的封測技術變革與廠商發展策略

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新一代電子產品皆強調『輕、薄、短、小』的特性,促使晶片設計紛紛走向SoC趨勢,由歷年來SoC佔整體半導體產值比例日增,以及各國政府與廠商皆將SoC列為產業發展重點項目分析,不難研判SoC的確正帶給全球新一波的產業革命。簡單來說,SoC是指將原本分處在不同晶片上,負責不同功能的IC元件整合至單一晶片上。相較於典型的IC製程,SoC從設計前端到後段的封裝測試,都帶給業界前所未有的技術挑戰與衝擊。

就封裝業而言,系統單晶片將過去散置於各晶片的功能逐一整合,也造成晶片中輸出入腳位數目大幅地增加,傳統只適用於低腳數的封裝型態已不敷使用於SoC,再加上SoC的概念本就源於希望能達到電子產品輕、薄、短、小的目的。因此,在SoC概念的潮流之下,強調高腳數、高效能、小型化及低成本的封裝型態(Flip Chip、CSP…)慢慢浮出檯面。另外,由於適用於SoC封裝的高階製程設備昂貴,IDM在經濟考量效益下已逐步將封裝訂單委外,2008年委外比例將趨近於50%,全球封裝市場規模則將達到25,514百萬美元。

就測試業而言,在SoC的發展趨勢下,IC功能將更加複雜,相對使測試技術困難度愈來愈高;而對於功能更強大的測試機台需求,也造成測試成本的高漲。測試成本之升高,與測試困難度的增加,已促使測試技術作改變,如發展DFT技術、嵌入式記憶體測試自動化…等。另外,混合訊號測試市場則在SoC潮流的影響之下,可望有較為突出的表現;而晶圓測試市場也因為廠商更加考慮不良晶片造成成本增加的問題,預估晶圓測試市場也會有不錯的成長空間。

除此之外,在系統單晶片技術發展尚未成熟的過渡階段中,同樣強調體積小、高頻、高速、生產週期短與成本較低的系統化封裝技術(SiP),則成為許多廠商以最小的代價與技術風險,而能夠有效縮減產品尺寸的元件整合方法。惟SiP並不可能完全取代SoC的地位,兩者未來仍會有一定的市場區隔及應用模式。可能的發展方向為具潛在擴充必要的產品會採SiP模式,反之功能已經趨於成熟固定的產品,逕可使用SoC而發揮SoC大量生產的成本優勢。
最後,本專題做出五點結論。一、SoC封測投資高,趨使IDM封測委外帶動整體封測市場成長。二、SoC帶動高腳數、小體積的高階封裝技術(Flip Chip、CSP)興起。三、SoC測試挑戰高造成測試成本上揚。四、SoC推動SiP分庭抗禮。五、SoC潮流推動兩岸封測市場成高低階市場區隔。另外,針對台灣封測廠商提出幾項建議。一、SoC需大量高階研發人才,封測廠商應擅用人力資源管理,避免人才排擠效應。二、SoC產品趨勢下,大廠應整併資源掌握優勢,小廠主攻利基市場。三、大陸市場具吸引力,但仍不宜一窩蜂搶進。
=====章節目錄=====

第一章 緒論
  第一節 研究動機
  第二節 研究目的
  第三節 研究範圍
  第四節 研究方法
    一、確立研究內容及架構
    二、初級及次級資料收集
    三、資料整理與分析
  第五節 研究架構
第二章 SoC簡介
  第一節 何謂SOC
    一、SoC定義
    二、SoC特性
    三、小結
  第二節 全球SOC發展趨勢
    一、全球SoC市場分析
    二、各區域發展SoC動態
    三、國際SoC推動組織
    四、小結
  第三節 SOC發展對半導體產業之影響與挑戰
    一、SoC對設計業的挑戰
    二、SoC對製造業的挑戰
    三、SoC對封測業的挑戰
    四、小結
第三章 SoC趨勢下的封裝產業發展
  第一節 SOC趨勢帶動高階封裝技術興起
    一、覆晶封裝(Flip Chip)
    二、晶片級封裝(Chip Scale Package;CSP)
    三、微機電系統(Micro-Electro-Mechanical Systems;MEMS)封裝
    四、綠色封裝
    五、小結
  第二節 封裝市場發展趨勢
    一、SoC主要應用封裝類型
    二、全球封裝市場概況
    三、台灣封裝市場概況
    四、CSP、Flip Chip與SiP為未來市場發展主軸
    五、小結
  第三節 封裝廠商技術發展現況
    一、Amkor
    二、日月光集團
    三、矽品
    四、小結
  第四節 高階封裝引發載板需求
    一、IC載板產業現況
    二、IC載板產業未來發展
    三、小結
第四章 SoC趨勢推動SiP構裝發展
  第一節 SIP構裝替代SOC
    一、SiP簡介
    二、多晶片模組(Multi-chip Module;MCM)
    三、多晶片封裝(Multi-Chip Package; MCP)
    四、SiP下的KGD問題
    五、小結
  第二節 SIP構裝應用市場概況
    一、SiP構裝市場趨勢
    二、SiP構裝應用
    三、小結
  第三節 SIP構裝重要廠商動態
    一、國外廠商發展SiP動向
    二、國內廠發展SiP動向
    三、小結
第五章 SoC趨勢下的測試產業發展
  第一節 SOC測試技術需求
    一、可測性設計
    二、嵌入式記憶體之自動化測試
    三、混合訊號測試之挑戰
    四、標準測試架構制定
    五、小結
  第二節 市場發展趨勢
    一、SoC測試市場觀察
    二、Mixed Signal測試比重提升,為SoC測試需求暖身
    三、KGD(Known Good Dies)帶動晶圓測試需求興起
    四、小結
  第三節 SOC測試技術廠商發展現況
    一、日月光集團(ASE Group)
    二、STATS/ChipPAC
    三、京元電子
    四、南茂(ChipMOS)
    五、Amkor
    六、小結
第六章 廠商發展策略探討
  第一節 封測廠商經營型態變革
    一、製造導向轉為設計導向爭取高毛利
    二、整併同業資源搶佔市場佔有率
    三、二線廠商掌握利基型市場發展
    四、測試導入設計創造低成本測試環境
    五、小結
  第二節 SOC驅動兩岸高低階封測市場區隔
    一、大陸IC產業持續發展
    二、大陸地區IC廠商佈局現況
    三、台灣廠商佈局大陸之必要性分析
    四、審視廠商本質擬定西進策略
    五、小結
第七章 結論與建議
  第一節 結論
    一、SoC封測投資高,趨使IDM封測委外帶動市場成長
    二、SoC帶動高腳數、小體積的高階封裝技術興起
    三、SoC測試挑戰高造成測試成本上揚
    四、SoC推動SiP分庭抗禮
    五、SoC潮流推動兩岸封測市場成高低階市場區隔
  第二節 建議
    一、封測廠商應擅用人力資源管理,避免人才排擠效應
    二、大廠應整併資源掌握優勢,小廠主攻利基市場
    三、大陸市場具吸引力,但仍不宜一窩蜂搶進
  



=====圖目錄=====

圖1-1 研究架構
圖2-1 系統單晶片(SoC)示意圖
圖2-2 SoC佔半導體市場比重趨勢
圖2-3 SoC市場規模(依應用領域別)
圖2-4 明星級SoC產品
圖2-5 整合設計的瓶頸
圖3-1 封裝型態演變
圖3-2 覆晶封裝示意圖
圖3-3 TSOP、BGA及CSP封裝記憶體的比較
圖3-4 傳統打線接合型CSP示意圖
圖3-5 覆晶型晶片級封裝示意圖
圖3-6 3D堆疊封裝示意圖
圖3-7 晶圓級晶片級封裝示意圖
圖3-8 微機電系統之封裝階層示意圖
圖3-9 各類型封裝與腳數關係
圖3-10 SiP與SoC應用封裝範圍
圖3-11 全球各封裝類型出貨量變化趨勢
圖3-12 全球各封裝類型營收額變化趨勢
圖3-13 委外封裝市場規模發展趨勢
圖3-14 Amkor 2及2+1堆疊式晶片級封裝示意圖
圖3-15 Amkor系統級封裝3D堆疊技術藍圖
圖3-16 日月光WLP產品發展藍圖
圖3-17 矽品Flip Chip產品技術發展藍圖
圖3-18 矽品CSP產品技術發展藍圖
圖3-19 載板發展趨勢
圖3-20 全球IC載板市場規模與成長率
圖4-1 SoC與SiP綜效比較圖
圖4-2 SiP示意圖
圖4-3 SiP分類模式
圖4-4 Package to Package 的3D堆疊封裝
圖4-5 Chip to Chip的3D堆疊封裝
圖4-6 SiP應用領域廣泛
圖4-7 3D堆疊元件分佈變化趨勢
圖4-8 2003年3D堆疊應用產品分佈
圖4-9 SiP 2D平面封裝元件分佈變化趨勢
圖4-10 2003年SiP 2D平面封裝應用產品分佈
圖4-11 Amkor影像感測器SiP示意圖
圖4-12 NEC手機用記憶體封裝技術藍圖
圖4-13 日月光SiP產品發展藍圖
圖4-14 矽品SiP產品技術發展藍圖
圖5-1 核心電路面積比重分佈
圖5-2 記憶體之『內建式自我測試』設計
圖5-3 掃描外包電路圖
圖5-4 測試架構
圖5-5 全球專業代工測試市場規模
圖5-6 ATE銷售分佈情形
圖5-7 各類型混合訊號測試分佈
圖5-8 2003年台灣測試型態分佈
圖5-9 日月光集團測試技術藍圖
圖5-10 ASE Singapore提供Total Solution服務
圖5-11 Amkor測試服務
圖6-1 IC上下游公司毛利率變化趨勢
圖6-2 大陸地區主要IC廠商佈局時程





=====表目錄=====

表2-1 國際SoC相關組織
表2-2 SiP與SoC之比較
表3-1 Flip Chip BGA與Wire Bond BGA之比較
表3-2 國際組織無鉛無鹵規範
表3-3 全球各封裝類型出貨量
表3-4 全球各封裝類型營收額
表3-5 國資封裝廠產品分佈比例(依營業額)
表3-6 國資封裝廠產品分佈比例(依銷售量)
表3-7 2003全球前十大封裝廠商
表3-8 日月光Flip Chip產品發展藍圖
表3-9 台灣IC載板歷年重要指標
表3-10 台灣IC載板前五大廠商
表3-11 我國IC載板產品分佈比例
表4-1 裸晶測試瓶頸與解決方案
表4-2 3D堆疊式SiP封裝市場規模趨勢
表4-3 2D平面式SiP封裝市場規模趨勢
表4-4 3D堆疊內部接合
表4-5 SiP 2D平面內部接合
表5-1 不同產品測試成本比較
表5-2 SoC測試的需求
表5-3 記憶體各種BIST設計之比較
表5-4 我國測試業產品分佈比例(依營業額)
表5-5 2003全球前十大測試廠商
表5-6 STATS測試平台一覽表
表5-7 京元電子混合訊號測試機台設備
表5-8 南茂混合訊號測試機台設備
表6-1 2004年封測產業資源整合一覽表
表6-2 大陸地區IC產值與需求市場
表6-3 大陸地區主要封裝廠商
表7-1 IC產業人才供需與流動現況
  • 第一章 緒論
    6 頁 / 0 元/點
  • 第二章 SoC簡介
    26 頁 / 0 元/點
  • 第三章 SoC趨勢下的封裝產業發展
    38 頁 / 0 元/點
  • 第四章 SoC趨勢推動SiP構裝發展
    27 頁 / 0 元/點
  • 第五章 SoC趨勢下的測試產業發展
    30 頁 / 0 元/點
  • 第六章 廠商發展策略探討
    18 頁 / 0 元/點
  • 第七章 結論與建議
    8 頁 / 0 元/點
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