半導體展技術含金量高 一文看懂矽光子、面板級封裝

(中央社記者張建中台北2024年9月3日電)國際半導
體展9月4日登場,三大記憶體廠SK海力士、三星與美
光將齊聚台灣,科技大廠微軟、戴爾等也將來台參
與,估計吸引來自56個國家、8.5萬人次參觀,是繼6
月台北國際電腦展後,台灣AI產業鏈再次成為全球矚
目焦點。

今年的國際半導體展SEMICON Taiwan 2024以「賦
能AI無極限」為主題,將匯聚台積電(2330)、日月
光、聯發科(2454)、鴻海(2317)及廣達(2382)
等AI產業鏈,探討先進製程、異質整合等議題,是高
技術含金量的大型展會。矽光子和面板級扇出型封裝
是AI相關的關鍵技術,也是半導體展的關鍵字。

隨著人工智慧(AI)快速發展,產業界對於高效能
數據處理和傳輸的要求大幅提高,矽光子成為關鍵技
術。台積電與日月光為此號召波若威、上詮等超過30
家企業成立矽光子產業聯盟,結合台灣半導體、電子
產業及光電技術,推動矽光子技術,進一步鞏固台灣
的科技地位。

目前業界多使用矽晶片來製作運算元件,未來若能
將可以處理光訊號的元件「光波導元件」整合到矽晶
片上,讓矽晶片同時處理電訊號的運算與光訊號的傳
輸,就稱為「矽光子」。

由於光沒有電荷與質量,比起電訊號,光訊號具備
高頻寬、低功耗、傳輸距離更遠等特點,不僅能提升
訊號傳輸速度,也能解決目前電腦元件使用銅導線所
遇到的訊號耗損及熱量問題。

除了先進運算架構、資料中心和雲端運算,矽光子
也適合在光學雷達、生醫感測、量子光學、人工智慧
等領域應用發展。根據預估,全球矽光子市場產值將
於2030年達到78.6億美元規模,複合年成長率25.7%。

矽光子具有高度成長潛力,不過矽光子積體電路需
要將光耦合器、調變器等多種光學元件整合在同一基
板上,且現階段矽光子多半應用在利基型市場,晶片
代工廠都是客製化,各種光通元件類型的規格、封裝
製程、材料沒有統一的規範與標準,需要一個整合包
含IC設計、晶圓代工、封裝模組及光電廠商等各次產
業資訊的研發平台,才能達到更好的綜效。

此外,矽光子技術的開發與整合需要同時融合電子
學與光學原理,還需要投入許多資金、人力、時間等
研發成本,才能讓矽光子中的電子、光學元件彼此相
容並持久穩定。

因應AI熱潮帶動高效能運算晶片強勁需求,近年先
進封裝技術的研發正如火如荼進行中。其中,扇出型
面板級封裝是異質整合先進封裝利器,台積電、三星
(Samsung)及英特爾(Intel)積極投入,輝達
(NVIDIA)也透露將提前至2025年採用。

面板級扇出型封裝是透過面板產線及矩形基板進行
封裝,相較圓形晶圓,矩形面積可利用率達95%,因
此單片晶圓上可放置更多晶片組、增加產出。同時,
因為載具面積大,可以減少繞線層數,對降低製程成
本也有顯著幫助。

因基板材質改採玻璃材料,不僅可容納更多的I/O
數,晶體密度更高,效能更加強大,也能節省電力消
耗等。據市調機構預估,全球扇出型封裝市場2020至
2026年複合成長率將達15.1%,未來商機成長可期。
不過,目前面板翹曲控制等問題仍待克服。(編輯:
張良知)
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