近年隨智能行動(dòng)裝置持續(xù)對(duì)于「輕薄」、「低功耗」能力的迫切需求，「輕薄短小」已成行動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)圭臬，因此，面對(duì)未來(lái)芯片設(shè)計(jì)之趨勢(shì)，為免因主打微型設(shè)計(jì)而無(wú)法兼顧效能的情況，透過(guò)矽穿孔(TSV)技術(shù)將芯片堆疊成立體形式的三維芯片(3D IC)，已成為既節(jié)省占位空間又能不犧牲效能的必經(jīng)之路，3D IC將憑借著更低的成本、更小的體積，以及推動(dòng)芯片功能進(jìn)化等優(yōu)勢(shì)，成為未來(lái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新典范。

根據(jù)市調(diào)研究機(jī)構(gòu)Yole Developpment預(yù)測(cè)，自2009~2012年3D IC芯片市場(chǎng)的年復(fù)合成長(zhǎng)率將超過(guò)60%，而去年全球使用TSV封裝的3D IC或3D WLCSP平臺(tái)(包括CMOS影像傳感器、環(huán)境光傳感器、功率放大器、射頻和慣性MEMS元件等)產(chǎn)值約為27億美元，并預(yù)估在2017年成長(zhǎng)到400億美元，占半導(dǎo)體市場(chǎng)產(chǎn)值9%，更加證明3D IC是半導(dǎo)體封裝的必然趨勢(shì)，唯實(shí)體制造、集成和產(chǎn)業(yè)平臺(tái)的商業(yè)模式等層面仍存在許多挑戰(zhàn)。
3D IC技術(shù)不同于傳統(tǒng)的2D IC制程，將不同功能的芯片以并排的方式集成成1顆，而是用更進(jìn)階的技術(shù)將不同功能的芯片，用垂直堆疊方式，然后用矽穿孔(TSV)技術(shù)，將不同芯片的電路集成，有效縮短金屬導(dǎo)線長(zhǎng)度及聯(lián)機(jī)電阻，讓3D IC具有低功耗、高集成度及高效能等特性，符合電子產(chǎn)品追求輕薄短小的新趨勢(shì)，也成為近年業(yè)者積極切入的次世代技術(shù)。
眼見(jiàn)3D IC的技術(shù)儼然成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新典范，讓臺(tái)積電也決定在20納米制程跨足后段3D IC封測(cè)，從日月光、矽品及力成等封測(cè)業(yè)挖角，全力揮軍3D IC高階封測(cè)市場(chǎng)，也使外界擔(dān)心會(huì)對(duì)日月光及矽品等封測(cè)試廠造成沖擊，將會(huì)讓原本合作密切的關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榧雀?jìng)爭(zhēng)又合作的尷尬關(guān)系。近年除了力成早已鴨子劃水積極切入該領(lǐng)域，日月光、矽品這些具有足夠財(cái)力投入3D IC研發(fā)及建構(gòu)產(chǎn)能的大型封測(cè)廠，下半年起也積極布建3D IC封測(cè)產(chǎn)能。
日月光表示，將處理器、邏輯與存儲(chǔ)器等異質(zhì)芯片以垂直堆疊方式做結(jié)合的3D IC，具有集成度高的優(yōu)勢(shì)，并大幅推升運(yùn)算效能，且有效降低功耗，因而成為產(chǎn)業(yè)競(jìng)相布局的新市場(chǎng)，日月光已先在28納米導(dǎo)入2.5D封裝技術(shù)，并開(kāi)始承接應(yīng)用在個(gè)人計(jì)算機(jī)及手機(jī)的處理器、芯片組、基頻元件等為主的訂單，下半年也將積極布建3D IC產(chǎn)能，預(yù)估2013年開(kāi)始接單生產(chǎn)。
不讓日月光專美于前，同樣身為封測(cè)雙雄的矽品，日前也已向中科申請(qǐng)5公頃用地，打造未來(lái)3~5年的高階封測(cè)基地，作為矽品首座以3D IC、層疊封裝PoP(Package on Package)和銅柱凸塊等先進(jìn)封裝的制造基地，估計(jì)投資金額約20億元。
力成更強(qiáng)調(diào)是唯一擁有矽穿孔(TSV)生產(chǎn)線的封測(cè)廠，力成與爾必達(dá)合作開(kāi)發(fā)3D IC將近2~3年的時(shí)間，目前已有數(shù)家客戶將產(chǎn)品委由力成試產(chǎn)，產(chǎn)品主要應(yīng)用在存儲(chǔ)器、處理器等芯片堆疊。力成的3D IC技術(shù)最快可應(yīng)用于存儲(chǔ)器(Memory Cube)，現(xiàn)已送至客戶手上認(rèn)證中，力成預(yù)估3D IC在2014年將對(duì)營(yíng)收產(chǎn)生明顯貢獻(xiàn)。
3D IC技術(shù)被視為未來(lái)芯片發(fā)展趨勢(shì)，但是目前整個(gè)供應(yīng)鏈尚未明朗，原先外界預(yù)估可望于明年開(kāi)始大量生產(chǎn)，現(xiàn)今放量卻仍面臨很大的挑戰(zhàn)，包括成本、供應(yīng)鏈生態(tài)、商業(yè)模式等問(wèn)題，真正量產(chǎn)的時(shí)間可能將遞延至2015~2016年。
而3D IC將為產(chǎn)業(yè)鏈的架構(gòu)帶來(lái)極大改變，并非僅著眼于前端或后端制程執(zhí)行矽穿孔，關(guān)鍵在于晶圓代工廠、集成元件制造商(IDM)及封裝廠如何創(chuàng)造新的垂直合作關(guān)系，盡管臺(tái)積電揮軍3D IC高階封測(cè)市場(chǎng)，引發(fā)外界關(guān)心是否沖擊與后段封測(cè)廠的合作關(guān)系，但新技術(shù)發(fā)展之初，晶圓代工和封測(cè)端都會(huì)多少投資后段及前段技術(shù)和制程，前段晶圓代工廠投資后段制程也并非頭一遭，相信臺(tái)積電與后段封測(cè)大廠會(huì)找到最佳分工模式，一同創(chuàng)造共存共榮的環(huán)境。