隨著AI、高效能運算與先進封裝等技術發展,晶圓的應用正變得愈來愈多元。環球晶董事長徐秀蘭9月1日出席2026晶鏈高峰論壇時形容,「從技術上來講,比過去60年變得更複雜、更有趣,然後也更挑戰。」其中一項變化,就是過去主要用於製造晶片的晶圓,現在開始往先進封裝延伸。
徐秀蘭表示,環球晶從去年開始看到晶圓進入先進封裝應用,相關業務去年營收規模仍非常小,今年已經開始看到部分貢獻;另一方面,在CPO(共同封裝光學)布局上,主要從12吋SOI晶圓切入矽光子波導應用。徐秀蘭形容,「這次AI帶動的是結構性的改變」,並預期未來兩年矽晶圓雙位數成長值得期待,價格與出貨量都有改善空間。
晶圓不只拿來做晶片,開始走進先進封裝
矽晶圓是半導體製造最基礎的材料之一,晶圓製造廠會在空白矽晶圓上製作電晶體與電路,最後切割成一顆顆晶粒。不過,隨著先進封裝發展,晶圓現在扮演的角色也開始改變。
徐秀蘭表示,過去晶圓主要用於製作元件與晶粒,但從去年開始,也逐步進入先進封裝應用。環球晶去年先進封裝相關營收規模仍非常小,小到難以計算占比,但今年已經開始看到部分營收貢獻。
晶圓進入先進封裝之後,實際用途也和過去不同。其中一種用途是作為中介層(interposer),放在GPU、HBM等不同晶粒之間,負責高速互連,可以理解成封裝裡的一塊高密度配線平台。另一種則是作為載體晶圓(carrier wafer),在晶圓薄化、鍵合、背面加工等製程中暫時支撐較薄、較脆弱的晶圓,方便設備搬運與加工。
也就是說,過去晶圓最主要的任務,是被加工成具備運算或儲存功能的晶片;到了先進封裝時代,部分晶圓也開始直接成為封裝結構或製程的一部分。除此之外,AI晶片還需要搭配更多GPU、HBM等晶粒,也會進一步增加前段晶圓需求。
徐秀蘭此次透露,環球晶目前針對先進封裝開發的方向,包括方形晶圓、更大尺寸晶圓、全透明碳化矽(SiC)晶圓,以及不同散熱材料。其中,環球晶先前已完成310mm × 310mm方形矽晶圓原型並送交客戶驗證。相較傳統圓形晶圓,方形設計可提高材料利用率,也增加大面積封裝的設計彈性,潛在應用包括2.5D、3D先進封裝。
徐秀蘭也提到,隨著先進封裝持續發展,「還有各種不一樣的散熱材料,這些都會出來。」環球晶的12吋碳化矽晶圓目前已完成研發並進入主要客戶驗證階段,2026年以驗證及小量供貨為主,潛在應用也包括散熱與先進封裝。
12吋SOI切入矽光子波導,環球晶布局CPO
除了先進封裝,環球晶也正在布局CPO。徐秀蘭表示,目前環球晶在這方面主要從矽光子切入,其中一項重要產品,就是可用於製作矽光子波導(waveguide)的12吋SOI(Silicon-on-Insulator,絕緣層上覆矽)晶圓。
SOI晶圓是在矽基板與上層矽之間加入絕緣層的特殊晶圓,可作為矽光子元件的基礎材料,包括製作傳輸光訊號的波導。隨著AI資料中心需要在晶片與系統之間傳送愈來愈大量的資料,矽光子利用光進行資料傳輸,可降低高速電互連面臨的頻寬與功耗瓶頸;CPO則是將光學元件進一步靠近交換器晶片或運算晶片,以縮短高速電訊號傳輸距離的重要發展方向之一。
環球晶在美國密蘇里州設有12吋SOI晶圓研發與製造基地。今年第一季,該廠新增的12吋SOI設備已陸續完成生產認證,部分RF與矽光子產品也已進入量產。環球晶今年8月公布第二季營運結果時,也將SOI、氮化鎵(GaN)、12吋碳化矽與方形晶圓列為高附加價值產品,並指出AI、高效能運算、矽光子與先進封裝等需求正支撐產品組合優化。
徐秀蘭此次也表示,目前部分CPO所需的特殊晶圓取得難度較高,環球晶也持續評估新的化合物半導體材料,進一步擴大相關產品布局。不過,相關材料目前仍處於研發階段,尚未進入明確的商業化階段。
徐秀蘭:AI不是新一輪景氣循環,而是結構性改變
晶圓用途擴大的同時,徐秀蘭也對接下來兩年的市場給出更積極的展望。她表示,環球晶客戶目前正在進行大規模擴廠,即使新廠還沒有完成,既有廠房也持續進行去瓶頸(de-bottleneck),希望在新產能完全開出以前,先提高現有產線的出貨能力。
「我想在未來的兩年,雙位數是值得期待的。」徐秀蘭表示,這波成長會同時來自兩個面向,「一個就是價格有改進,然後第二個就是數量有上來」,因此接下來矽晶圓市場除了出貨量增加,價格也有改善空間。
她進一步把這波需求與過去半導體景氣循環區分開來。徐秀蘭表示,過去每一個世代都會帶來新的晶圓需求,但「這次AI帶動的是結構性的改變」,因為半導體正在進入更多應用領域,晶片的數量與種類都跟著增加。
環球晶目前的產品布局也反映這項變化。除了傳統矽晶圓,產品範圍已延伸到SOI、碳化矽、氮化鎵、方形晶圓等不同材料與規格,瞄準先進封裝、矽光子等新應用,晶圓在AI時代扮演的角色也正在持續增加。
責任編輯:李先泰
