從「晶片微縮」到「系統整合」:封裝正在改寫半導體的競爭規則
在 2026 OCP APAC 高峰會上,Rapidus Design Solutions 封裝業務技術長 Rozalia Beica 拋出一個引人深思的觀察:半導體產業的競爭邏輯,正從單純比拚製程微縮,轉向比拚「系統整合」的能力。這句話背後,反映的是先進封裝技術在 AI 時代地位的根本性轉變——它不再只是晶圓製造後段的收尾工序,而是決定一顆晶片、乃至一套系統效能上限的關鍵戰場。
Rapidus 是日本政府與豐田、索尼、NTT 等企業聯手成立的半導體公司,原本以量產 2 奈米先進製程晶圓代工聞名,如今旗下的 Rapidus Design Solutions 也開始在先進封裝領域發聲,某種程度上顯示這家後起之秀不甘於只做代工,而是想在系統級整合上卡位話語權。
市場規模:十年內翻倍逼近 1.6 兆美元
支撐這場競爭轉向的,是龐大到足以吸引全產業投入資源的市場規模。全球半導體市場在 2021 年首度突破 5,000 億美元,Rapidus 預估 2026 年的今天,這個數字已經逼近 1 兆美元;而顧問公司麥肯錫更進一步預測,到了 2030 年,全球半導體市場規模將達到約 1.6 兆美元。換句話說,短短不到十年間,整個產業的體量可能翻倍成長,而 AI 運算需求正是這波成長最主要的推手。
在這樣的成長曲線下,晶圓代工廠、基板廠與封測廠(OSAT,Outsourced Semiconductor Assembly and Test)都不約而同地把資源押注在先進封裝上。過去,這三類業者分屬產業鏈的不同環節,各司其職;但如今為了搶占更高附加價值的訂單,彼此的業務邊界正逐漸模糊——晶圓代工廠開始做封裝,封測廠也開始涉足更前段的整合服務,形成 Rozalia Beica 所形容的「生態系對生態系」競爭,而非過去單純的「晶片對晶片」比較。
材料創新:玻璃、矽、陶瓷核心齊上陣
先進封裝要解決的技術難題不少,其中「翹曲」(warpage)問題尤其棘手——當封裝載板尺寸越做越大、整合的晶片越來越多,材料在製程中因熱脹冷縮產生的翹曲變形,會直接影響良率與可靠度。為了克服這個瓶頸,業界正同步研發玻璃核心、矽核心與陶瓷核心等不同材料的載板方案,每種材料在剛性、導熱性與成本之間各有取捨。
Rapidus 則提出了自家的「IIM」模式,也就是「創新整合與製造」(Innovative Integration and Manufacturing),核心精神是把 AI 導入製造流程本身,用演算法優化良率與生產效率。在具體封裝技術上,Rapidus 同時布局覆晶球柵陣列(Flip-Chip BGA)、2.5D 矽中介層(Silicon Interposer),以及面板級 RDL(Redistribution Layer,重佈線層)等多元方案,顯示其策略是「多路並進」,而非押寶單一技術路線。
其中面板級封裝的效率提升尤其值得關注:採用 600×600 毫米的面板尺寸進行封裝,相較傳統 300 毫米晶圓,產出量可以提升 12 倍以上,單片面板甚至可以取得多達 49 顆中介層,等於是 8 倍光罩尺寸的產出效率。對於需要大量先進封裝產能來滿足 AI 晶片需求的下游客戶而言,這種面板級製程的規模經濟效益,將是壓低封裝成本的關鍵。
2030 年的系統藍圖
Rapidus 也勾勒出一幅 2030 年的系統整合願景:屆時的高階運算系統,將同時整合 2 奈米以下先進製程、高頻寬記憶體(HBM)、Chiplet(小晶片)架構、光互連技術、混合鍵合(Hybrid Bonding),以及先進的面板與封裝技術於一身。這幾乎涵蓋了目前業界討論最熱烈的所有前沿技術方向,也呼應了近期台積電、英特爾、日月光等業者不約而同加碼先進封裝產能的趨勢。
對台灣讀者而言,這場封裝技術的軍備競賽格外值得關注。無論是台積電的 CoWoS、日月光與矽品集團的先進封裝布局,或是近期積極卡位玻璃基板與共同封裝光學(CPO)市場的中小型供應鏈業者,都身處在這場「系統對系統」競爭的核心地帶。當封裝不再只是製程的最後一哩路,而是決定系統效能天花板的關鍵變數時,誰能率先掌握材料創新、製程良率與規模化生產的三重優勢,誰就有機會在下一輪 AI 硬體浪潮中掌握更高的議價能力。
資料來源:科技新報