推进摩尔定律,台积电力推SoIC 3D封装威廉希尔官方网站

自2018年4月始，台积电已在众多威廉希尔官方网站 论坛或研讨会中揭露创新的SoIC威廉希尔官方网站 ，这个被誉为再度狠甩三星在后的秘密武器，究竟是如何厉害?

台积电首度对外界公布创新的系统整合单芯片(SoIC)多芯片3D堆叠威廉希尔官方网站 ，是在2018年4月的美国加州圣塔克拉拉(Santa Clara)第二十四届年度威廉希尔官方网站 研讨会上。

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随着先进纳米制程已逼近物理极限，摩尔定律发展已难以为继，无法再靠缩小线宽同时满足性能、功耗、面积及讯号传输速度等要求;再加上封装威廉希尔官方网站 难以跟上先进制程的发展进程，因此三星、台积电、英特尔等晶圆代工巨擘纷纷跨足封装领域，要借重先进的封装威廉希尔官方网站 实现更高性能、更低耗电量、更为小体积、讯号传输速度更快的产品。

甚至，在逐步进入后摩尔定律时代后，晶圆代工大厂的发展重心，也逐渐从过去追求更先进纳米制程，转向封装威廉希尔官方网站 的创新。而，SoIC就在这样的前提之下诞生了。

若以台积电于2009年正式进军封装领域估算，SoIC是台积电耗费十年才磨出的宝剑，被誉为可再次把三星狠狠甩在后头、实现3D IC的高阶封装威廉希尔官方网站 。

晶圆对晶圆的3D IC威廉希尔官方网站

根据台积电在第二十四届年度威廉希尔官方网站 研讨会中的说明，SoIC是一种创新的多芯片堆叠威廉希尔官方网站 ，是一种晶圆对晶圆(Wafer-on-wafer)的键合(Bonding)威廉希尔官方网站 ，这是一种3D IC制程威廉希尔官方网站 ，可以让台积电具备直接为客户生产3D IC的能力。

图二: 台积SoIC设计架构示意。(source: vlsisymposium.org, 制图:CTIMES)

让外界大感惊艳的是，SoIC威廉希尔官方网站 是采用硅穿孔(TSV)威廉希尔官方网站 ，可以达到无凸起的键合结构，可以把很多不同性质的临近芯片整合在一起，而且当中最关键、最神秘之处，就在于接合的材料，号称是价值高达十亿美元的机密材料，因此能直接透过微小的孔隙沟通多层的芯片，达成在相同的体积增加多倍以上的性能，简言之，可以持续维持摩尔定律的优势。

图三: SoIC的微芯片平面图。(source: vlsisymposium.org)

据了解，SoIC是基于台积电的CoWoS(Chip on wafer on Substrate)与多晶圆堆叠(WoW)封装威廉希尔官方网站 开发的新一代创新封装威廉希尔官方网站 ，未来将应用于十纳米及以下的先进制程进行晶圆级的键合威廉希尔官方网站 ，被视为进一步强化台积电先进纳米制程竞争力的利器。2018年10月，台积电在第三季法说会上，已针对万众瞩目的SoIC威廉希尔官方网站 给出明确量产时间，预期2020年开始挹注台积电的营收贡献，至2021年将会大量生产，挹注台积电更加显著的营收贡献。

六月，台积电赴日本参加VLSI威廉希尔官方网站 及电路研讨会发表威廉希尔官方网站 论文时，也针对SoIC威廉希尔官方网站 揭露论文，论文中表示SoIC解决方案将不同尺寸、制程威廉希尔官方网站 及材料的裸晶堆叠在一起。相较于传统使用微凸块的三维积体电路解决方案，台积电的SoIC的凸块密度与速度高出数倍，同时大幅减少功耗。此外，SoIC能够利用台积电的InFO或CoWoS的后端先进封装至威廉希尔官方网站 来整合其他芯片，打造强大的3D×3D系统级解决方案。

外界咸认，从台积电最初提出的2.5版CoWoS威廉希尔官方网站 ，至独吃苹果的武器InFO(整合型扇型封装)威廉希尔官方网站 ，下一个称霸晶圆代工产业的，就是SoIC威廉希尔官方网站 。

摊开台积电公布的2019年第一季财报，10纳米及以下纳米制程的营收贡献，已大大超越16纳米制程的营收贡献，凸显出未来十纳米及以下先进制程已势不可当。

也因此，2019年，电子设计自动化(EDA)大厂，如益华电脑(Cadence)、明导国际(Mentor)、ANSYS皆已相继推出支援台积电SoIC的解决方案，并已通过台积电认证，准备迎接SoIC辉煌时代的来临。