五年内3D TSV芯片将占半导体市场9%

市调机构 Yole Developpement 稍早前发布了一份针对 3DIC 与硅穿孔(TSV)的调查报告，指出过去一年来，所有使用TSV封装的3DIC或3D-WLCSP平台(包括CMOS影像传感器、环境光传感器、功率放大器、射频和惯性 MEMS组件)等产品产值约为27亿美元，而到了2017年，该数字还可望成长到400亿美元，占总半导体市场的9%。

Yole Developpement的先进封装部市场暨技术分析师Lionel Cadix 指出，3DIC通常使用TSV技术来堆栈内存和逻辑IC，预计此类组件将快速成长；另外，3D WLCSP也将以18%的年复合成长率(CAGR)快速成长。

3D WLCSP是当前能高效整合小尺寸光电组件如CMOS影像传感器等的首选解决方案。它也是目前最成熟的3D TSV平台，Yole Developpement估计，2011年该市场规模大约为2.7亿美元，其中有超过90%来自于低阶和低分辨率CMOS影像传感器(通常指CIF, VGA, 1MPx / 2MPx传感器等)。台湾的精材科技(Xintec)是当前3D WLCSP封装的领先厂商，接下来是苏州晶方半导体科技(China WLCSP)、东芝(Toshiba)和 JCAP 。

大多数3D WLCSP业者都以200mm晶圆级封装服务为主。不过，各大主要业者均有朝300mm转移趋势。事实上，此一趋势也是迈向高阶CMOS影像传感器市场(> 8MPx分辨率)的必要过程，目前的传感器市场也正在从背面照度(backside illumination)朝真正的3DIC封装架构转移。这种最新架构称之为“3D BSI”，其中的光电二极管是直接垂直堆栈在DSP /ROIC晶圆上，并透过TSV连接。

未来的3DIC将由内存和逻辑堆栈SoC驱动

未来几十年内，3DIC都将凭借着更低的成本、更小的体积，以及推动芯片功能进化等优势，成为未来半导体产业的新典范。Yole Developpement先进封装事业部经理Jerome Baron 指出，预估未来五年内，3D堆栈DRAM和3D逻辑SoC应用将成为推动3DIC技术获得大量采用的最主要驱动力，接下来依序是CMOS影像传感器、功率组件和MEMS等。他表示，今天带动高阶应用的仍然是2.5D硅中介层技术。拜先进芯片设计和封装技术之赐，更多大型的FPGA和ASIC等芯片已经开始应用在工业领域，而且未来还将应用在游戏和智能电视等市场中。

2013年，在内存公司如美光(Micron)、三星(Samsung)、SK-Hynix，以及IBM和其它高性能运算设备供货商的带动下， 3DIC技术可望获得显著成长。

然而，可能要等到2014或2015年，所谓的wide I/O接口以及在28nm采用TSV技术来大量制造移动/平板产品专用应用处理器芯片的情况才可能发生。事实上，要成功推动3DIC，除了技术问题，还涉及到复杂的供应链部份，它要改变的层面非常多。因此，包括三星和台积电(TSMC)在内的晶圆代工巨擘们，都不停针对3DIC展开垂直整合布局，希望能满足领先无晶圆厂半导体公司，如高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、Marvell、NVIDIA和苹果(Apple)的需求，以及其它采取轻晶圆厂策略的业者如德州仪器(TI)、意法半导体(ST)和NEC /瑞萨(Renesas)等。

Yole Developpement的先进封装部资深分析师Jean-Marc Yannou指出，3D TSV的半导体封装、组装和测试市场在2017年将达到80亿美元。“未来在拓展3DIC业务时，业界必须寻求所谓的“虚拟IDM”模式，”他指出，包括TSV蚀刻填充、布线、凸块、晶圆测试和晶圆级组装在内的中阶晶圆处理部份，市场规模预计可达38亿美元。另外，后段的组装和测试部份，如3DIC模块等，预估将达46亿美元，而这些，都代表着先进封装产业未来可持续获得成长的商机所在。