台積電3D Fabric是什麼?SiP系統級封裝又是什麼?先進封裝會威脅封測廠嗎?
台積電3D Fabric是什麼?SiP系統級封裝又是什麼?先進封裝會威脅封測廠嗎?

「後摩爾時代」來臨,隨著電晶體通道尺寸逼近物理極限,只追逐線寬縮小,已無法滿足新技術所需的標準,先進封裝技術因此被視為新的突破口。晶圓代工龍頭台積電重磅宣布推出3D IC技術平台「3D Fabric」,展現其在先進封裝領域的實力,市場也關心,公司大動作往封裝領域踩線,是否會進一步壓縮其他封測廠(OSAT)的生存空間。本篇將統整產業分析師、業界與相關台廠的看法,提出初步的分析。

什麼是3D Fabric先進封裝?

台積電總裁魏哲家於8月底技術論壇中表示,公司已整合旗下SoIC、InFO及CoWoS 等3D IC技術平台,並命名為「3D Fabric」。在產品設計方面,「3D Fabric」提供了最大的彈性,整合邏輯chiplet(小晶片)、高頻寬記憶體(HBM)、特殊製程晶片,可全方位實現各種創新產品設計。

在此之前,台積電即宣布今年資本支出將達160億~170億美元,其中有10%將用在先進封裝,未來將在南科、竹南新建先進封裝廠,以因應需求。台積在技術上、投資上均展現布局先進封裝市場的野心,有部分聲音指出,此將對其他封測廠造成排擠作用。

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台積電總裁魏哲家表示,公司已整合旗下SoIC、InFO及CoWoS 等3D IC技術平台,並命名為「3D Fabric」。
圖/ 台積電
台積公司3DFabric的後端製程包括CoWoS®
台積公司3DFabric的後端製程包括CoWoS。
圖/ 台積電

3D Fabric會威脅封測廠嗎?

拓墣產業研究院分析師王尊民分析,台積電與其他封測廠(OSAT)之間最主要的分水嶺,還是在先進製程的應用上面。 台積電的先進封裝技術鎖定第一線大廠如Nvidia(輝達)、AMD(超微),甚至是未來Intel(英特爾)的高端產品 ;而其他非最高階的產品,則會選擇AMKOR(艾克爾)、長電、日月光投控(3711)等封測廠來進行代工。

以天線封裝(Antenna-in-Package, AiP)為例,日月光在該領域著墨已久,雖然晶圓代工大廠也有進行研究,但在成本控管上並不及日月光,在議價上也比較沒有可以操作的空間,因此,目前仍以日月光掌握多數AiP訂單。 整體來看,在未來5年內,台積電將專注在高階封裝技術,以服務「黑卡級」、金字塔頂端客戶為主,暫時不會切入中、低階封裝市場。

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封測龍頭日月光仍掌握多數天線封裝(Antenna-in-Package, AiP)訂單。
圖/ 日月光高雄fb

SiP系統級封裝是什麼?

事實上,自從台積電創辦人張忠謀2011年宣布進軍封裝領域以來,台積對其他封測廠的「威脅論」就不曾間斷。面對外界疑問,日月光投控營運長吳田玉先前就曾回應,台積電的先進封裝布局,與日月光的營運模式、生意模式都不同,而兩家公司所鎖定的客戶群、產品應用也不一樣。

看好晶片異質整合趨勢所帶來的SiP(系統級封裝)商機,日月光近年積極投入相關技術發展,並取得豐碩成果。公司2019年營收25億美元,年增13%,其中SiP貢獻了2.3億美元,而公司先前訂下未來數年SiP專案營收每年1億美元的目標,顯然是大幅超標。

據了解,美系大廠釋出不少SiP封測訂單予日月光,終端產品涵蓋智慧型手機、真無線藍芽高階耳機、穿戴式裝置等。以手機新機來說,外傳日月光除了拿下AiP(整合天線封裝)肥單外,也吃下ToF、UWB(超寬頻雷達感測技術)及WiFi6等SiP模組訂單。

業界人士分析, SiP可以把多顆不同功能與製程的晶片封裝在一起,雖然在功耗與效能改善空間較有限,但其擁有低成本、上市速度快的優勢,且許多產品並不需要用到最極端昂貴的封裝技術 ,預期未來2-3年,SIP業務將是推動日月光業績成長的主要動能之一。

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SIP封裝技術可以把多顆不同功能與製程的晶片封裝在一起。美系大廠釋出不少SiP封測訂單予日月光。
圖/ 日月光

傳統封裝市場規模仍高於先進封裝

再以封裝材料的角度觀之,根據研調報告顯示,2019年全球IC出貨顆數約為2,500億顆,其中SO系列、QFN、QFP等導線架合計約為1,650億顆,約佔全部IC的66%,預估到2025年,以導線架封裝的IC占比將達到68%,顯示傳統導線架(lead frame)封裝仍占據較大的市場份額。

力成(6239)旗下超豐電子(2441)就以導線架封裝為主力,公司指出,晶圓代工龍頭所發展的2.5D/3D IC封裝製程屬於晶粒堆疊的高階技術,而超豐主要產品為導線架封裝,如QFN、QFP、SOP等,均屬中低階、成熟的技術,兩者的產品定位不同,並沒有衝突。

事實上,超豐今年來業績表現亮眼,也反映出傳統封裝市場需求仍十分熱絡,公司今年1-8月營收達到93.77億元,年增21.77%,創同期新高。進一步分析原因,主要是在疫情催化下,包括遠距辦公、在家上課、醫療產品需求增加,帶動今年上半年PC、NB、平板、醫療用等IC封測接單暢旺,法人則看好,今年EPS可重返4元。

整體來看,目前傳統封裝市場規模仍高於先進封裝,分別占約5成多、4成多,先進封裝中,又以覆晶封裝(Filp chip)占比最高,主要是許多終端電子產品及應用(如家電、工業用IC) ,並不需要用到最先進的製程,但仍具有一定需求。從大方向來看,不論是低中高階封裝,各有各的生意與需求,對封測廠來說,至少在未來5年內,都將與上游晶圓代工廠呈現「合作中又有競爭」的態勢。

台積電十二廠晶圓代工工作情況
封測廠與晶圓代工廠的關係,呈現「合作中又有競爭」的態勢。

展望封測產業後市,王尊民表示,華為禁令正式生效,預計會對半導體市場造成約1-2季的短期影響,但在市場重新調整過後,最終將回歸穩定。未來則需留意半導體庫存風險、民間購買力與肺炎疫情等不確定性,若市場需求有明顯恢復,將支撐半導體產業繼續往上,反之,則將維持在比較平穩的位置。

本文授權轉載自:MoneyDJ理財網

責任編輯:何汶、林美欣

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科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來
科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來

全球每年約生產4億噸塑膠垃圾,只有不到10%有被回收,其中約有1100萬至1400萬噸最終流入海洋。在十分有限的回收量中,約 8 成來自相對單純、流程完整的寶特瓶回收;反觀,同樣是高頻消費品的手機配件,回收率卻不到 1%。這個現象,對長期從事材料研究的犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫來說,是他反思事業選擇的開端,也是突破的轉捩點。

「手機殼產業其實是塑膠產業的縮影!」他在2025 亞馬遜港都創新日的專題演講上直言。手機殼本質上類似一種快時尚商品,每年有超過十億個手機殼被製造,但產業並未建立材料規範,多數產品混用多種複合塑膠、填料與添加物,既難拆解、也沒有回收機制。結果是,一個重量相當於超過二十個塑膠袋的手機殼,在生命周期終點只能被視為垃圾。

王靖夫指出,連結構複雜的資訊科技產品,回收率都能達 45%,但手機殼明明是最簡單、最應該回收的產品,為什麼無法有效回收?這個命題讓他意識到,與其只做手機殼,不如正面處理塑膠問題本身,從材料設計、製程到後端回收再生,開創循環之道。

犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
圖/ Amazon Web Services 提供

以材料工程打造手機殼的循環力

若塑膠要進入循環體系,前提是「材料必須足夠單純」。王靖夫很快意識到,問題不在回收端,關鍵在最開始的設計端。多數手機殼由多款不同塑膠、橡膠件甚至金屬等複合材料組成,無法被經濟化拆解,也難以透過現有流程再製。為此,犀牛盾在2017年起重新整理產品線,希望借鑑寶特瓶成功循環的經驗,擬定出手機殼應有的設計框架。

新框架以「單 1 材料、0 廢棄、100% 循環設計」為核心,犀牛盾從材料工程出發,建立一套循環路徑,包括:回收再生、溯源管控、材料配方、結構設計、循環製程、減速包裝與逆物流鏈等,使產品從生產到回收的每一階段,皆與核心精神環環相扣。

王靖夫表示,努力也終於有了成果。今年,第一批以回收手機殼再製的新產品已正式投入生產,犀牛盾 CircularNext 回收再生手機殼以舊殼打碎、造粒後再製成型;且經內部測試顯示,材料還可反覆再生六次以上仍維持耐用強度,產品生命週期大大突破「一次性」。

另外,今年犀牛盾也推出的新一代的氣墊結構手機殼 AirX,同樣遵守單一材料規範,透過結構設計打造兼具韌性、耐用、便於回收的產品。由此可見,產品要做到高機能與循環利用,並不一定矛盾。

犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
圖/ 犀牛盾

海上掃地機器人將出海試營運

在實現可循環材料的技術後,王靖夫很快意識到另一項挑戰其實更在上游——若塑膠源源不斷流入環境,再強的循環體系也只是疲於追趕。因此,三年前,犀牛盾再提出一個更艱鉅的任務:「能不能做到塑膠負排放?」也就是讓公司不僅不再製造新的塑膠,還能把已散落在環境中的塑膠撿回來、重新變成可用原料。

這個想法也促成犀牛盾啟動「淨海計畫」。身為材料學博士,王靖夫將塑膠問題拆為三類:已經流落環境、難以回收的「考古塑膠(Legacy Plastic)」;仍在使用、若無管理便會成為下一批廢棄物的「現在塑膠(Modern Plastic)」;以及未來希望能在自然環境中真正分解的「未來塑膠(Future Plastic)」。若要走向負排放,就必須對三個路徑同時提出技術與管理解方。

其中最棘手的是考古塑膠,尤其是海洋垃圾。傳統淨灘方式高度仰賴人力,成本極高,且難以形成可規模化的商業模式,因此無法提供可持續的海廢來源作為製造原料。為突破這項瓶頸,犀牛盾決定自己「下海」撿垃圾,發展PoC(概念驗證)項目,打造以 AI 作為核心的淨海系統。

王靖夫形容,就像是一台「海上的掃地機器人」。結合巡海無人機進行影像辨識、太陽能驅動的母船作為能源與運算平台,再由輕量子船前往定位點進行海廢收集:目的就是提升撿拾效率,同時也累積資料,為未來的規模化建立雛形。

從海洋到河川,探索更多可能

淨海計畫的下一步,不只是把「海上的掃地機器人」做出來,王靖夫說:「目標是在全球各地複製擴張規模化、讓撿起的回收塑膠真正的再生利用。」也就是說,海上平台終究要從單點示範,走向可標準化、在不同海域與國家部署的技術模組,持續穩定地把海廢帶回經濟體。

犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
圖/ 犀牛盾

他進一步指出,「其實這套系統不限於海洋,也可以在河川上。畢竟很多海洋垃圾是從河流來的。」未來若能推進到河川與港灣,將塑膠在進海之前就攔截下來,不僅有助於減少海洋污染,回收後的材料也更乾淨、更適合再生,步步朝向終極願景——隨著時間推進,海中垃圾愈來愈少,被撿起、回收後再生的塑膠會越來越多。

「我們已經證明兩件事的可行性:一端是產品的循環設計,一端是 AI 賦能海廢清理的可能性。」王靖夫笑說,塑膠管理命題不只為自己和公司找到新的長期目標,也讓他順利度過中年危機。「選擇改變,留給下一代更好的未來。」他相信,即便是一家做手機殼的公司,也能創造超乎想像的正向改變。

AWS 2025 亞馬遜港都創新日,集結產業先行者分享創新經驗。
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