蒋尚义披露“创业作”核心?“高端封装”可让国内芯片业弯道超车

前台积电共同营运长蒋尚义日前已就任武汉弘芯总经理兼首席执行官一职,在 2019 集微半导体峰会中,他首次以新身份公开演讲,他特别对 DeepTech 澄清,外界指出武汉弘芯要收购 GlobalFoundries 的信息不是真实的,同时,他也首度披露他的“创业代表作”关键技术,会是朝高端封装技术下手。

“过去 30 ~ 40 年摩尔定律( Moore's Law )是促成电子产业蓬勃发展的最大推手,但事情总有结束的时候”,人称“蒋爸”的蒋尚义一句话道破眼前集成电路行业的现状、挑战、机会,以及他的“新创业作”的着眼点。

图 | 前台积电共同营运长蒋尚义日前已正式就任武汉弘芯总经理兼首席执行官一职,现身公开场合谈到国内芯片产业的发展道路。(来源:DeepTech)

蒋尚义表示,他是在 1997 年加入台积电,当时台积电的技术还落后国际大厂 2.5 代技术,追赶得很辛苦。

现在国内很多半导体厂仍是很辛苦地在追赶摩尔定律,如果摩尔定律逐渐慢下来,假定“集成系统”的概念是一条正确的道路,未来国内业者可以在后摩尔定律时代逐渐赶上,不再掉队。

“创业代表作”武汉弘芯要如何切入?

针对武汉弘芯要朝哪一技术节点着手,蒋尚义表示,关键是在“系统集成的概念”,与台积电的 CoWoS 和整合扇出型封装 InFO 封装技术类似,但实现技术的方式是完全不同。

他也指出,虽然和台积电一样看好高端封装技术的未来,但不会去挖角老东家现有的研发团队。

蒋尚义指出,他非常想做的事,是朝高端封装和电路板技术研发着手,目标是使芯片之间连接的紧密度和整体系统性能类似于单一芯片,从系统层面来看,重新规划各个单元,包括特别情况下把目前极大型芯片折成多个单元。

再依据个别系统,针对各个单元的特殊需求,选择适合的单元,经由先进封装和电路板技术重新整合起来,简单来说,高端封装技术就是后摩尔定律时代的一剂解药。

图 | 武汉弘芯总经理兼首席执行官蒋尚义看好高端封装技术,认为会是国内半导体产业弯道超车的好机会,尤其是在眼前摩尔定律放缓之际。(来源:DeepTech)

蒋尚义进一步解释,眼前半导体产业的瓶颈是封装和电路板,现在要用半导体工艺去取代这两个技术,成为先进封装技术,让硅片的连结都是在非常高金属密度的介面上,每一个硅片都放在一起做成单一晶片,系统的规划就会完全改观,也就是利用先进封装技术把硅片的技术差距减到最低。

现在很多系统像是手机数据芯片 Modem ,一部分是电子,另一部分是类比线路,如果类比元件继续走高端工艺,对于面积的缩小帮助其实不多,但纠错技术的 ECC 能力要不断提升,因此设计难度很高,但如果借助先进封装技术,类比元件就不用再继续走工艺微缩的路,可以大幅减少设计困难度。

随着硅片越做越大,要把所有硅片整合成一个硅片,凡事是合久必分、分久必合,把一个硅片拆开来再和其他的硅片整合在一起,就是以先进封装系统技术来进行整合,在一个平台上整合成为集成系统。

例如三五族芯片很难和硅芯片放在一起,但在一个平台上就可以做到,在后摩尔定律时代,芯片实在难以缩小,那就把系统越做越小来驱使成本的降低。

图 | 电子产品应用遵循摩尔定律发展数十年,未来逐渐面临物理瓶颈,但物联网相关芯片不受该定律的限制。(来源:DeepTech)

物联网芯片不受摩尔定律限制

半导体产业踩油门发展先进工艺的另一个焦虑,是有能力负担高端工艺技术的客户越来越少,但仔细思考,最先进工艺的技术其实只有非常少数的产品才用得到。

迎接“后智能手机”时代来临,对于芯片的要求不再如此高端,但特点是种类很多、变化快,单一产品的需求量不见得很大,因此供应商要非常具有弹性,也因此,目前的生态环境已经不适用了。

例如, 7 nm 、 5 nm 技术芯片成本高达 5 亿美元,至少要卖出 10 亿美元、 5 亿颗才能回本,但真正需要这么大量芯片的产品有多少?

接棒“后智能手机”时代的是物联网产业。物联网芯片应用非常多元化,且应用在各个不同层面的领域上,不可能再拿单一芯片来进行广泛使用,可以说,物联网芯片其实享受不到摩尔定律带来的好处,反过来说,也不受摩尔定律逼近极限的限制。

半导体生态链从设备、材料、硅片工艺、封装测试、芯片产品到系统产品,还需要各种 EDA 软件工具、知识产权、检测技术等,每一环节都是环环相扣、且缺一不可,更要彼此配合达到系统性能最佳,因此建立完整生态系统是很重要的。

像是 7 nm 工艺技术,只要把各环节照顾好,设计和工艺彼此有好的沟通,建立统一规格标准,产品效能可以增加 20% 之多。

以先进封装技术为例,用硅片取代电路板,再重新定义介面,以自己的介面、自己的标准,加上现在电路板的 IO 都是非常宽松的标准,如果有自己的生态环境,再用自己的先进封装,可将 IO 介面电压大幅降低,因此,建立完整生态系统是很重要的事。

对于国内半导体产业的建议,蒋尚义提出,国内有三套核心系统:高性能的计算机、服务器、低功耗移动装置和消费性物联网产品,这三项终端产品彼此需要的工艺技术都是不一样的,政府可以协助帮忙建立基础建设,把完整的生态系统搭建好,等于是把高速公路铺好,让企业可以很快畅行发展。

前台积电共同营运长蒋尚义日前已就任武汉弘芯总经理兼首席执行官一职,在 2019 集微半导体峰会中,他首次以新身份公开演讲,他特别对 DeepTech 澄清,外界指出武汉弘芯要收购 GlobalFoundries 的信息不是真实的,同时,他也首度披露他的“创业代表作”关键技术,会是朝高端封装技术下手。

“过去 30 ~ 40 年摩尔定律( Moore's Law )是促成电子产业蓬勃发展的最大推手,但事情总有结束的时候”,人称“蒋爸”的蒋尚义一句话道破眼前集成电路行业的现状、挑战、机会,以及他的“新创业作”的着眼点。

图 | 前台积电共同营运长蒋尚义日前已正式就任武汉弘芯总经理兼首席执行官一职,现身公开场合谈到国内芯片产业的发展道路。(来源:DeepTech)

蒋尚义表示,他是在 1997 年加入台积电,当时台积电的技术还落后国际大厂 2.5 代技术,追赶得很辛苦。

现在国内很多半导体厂仍是很辛苦地在追赶摩尔定律,如果摩尔定律逐渐慢下来,假定“集成系统”的概念是一条正确的道路,未来国内业者可以在后摩尔定律时代逐渐赶上,不再掉队。

“创业代表作”武汉弘芯要如何切入?

针对武汉弘芯要朝哪一技术节点着手,蒋尚义表示,关键是在“系统集成的概念”,与台积电的 CoWoS 和整合扇出型封装 InFO 封装技术类似,但实现技术的方式是完全不同。

他也指出,虽然和台积电一样看好高端封装技术的未来,但不会去挖角老东家现有的研发团队。

蒋尚义指出,他非常想做的事,是朝高端封装和电路板技术研发着手,目标是使芯片之间连接的紧密度和整体系统性能类似于单一芯片,从系统层面来看,重新规划各个单元,包括特别情况下把目前极大型芯片折成多个单元。

再依据个别系统,针对各个单元的特殊需求,选择适合的单元,经由先进封装和电路板技术重新整合起来,简单来说,高端封装技术就是后摩尔定律时代的一剂解药。

图 | 武汉弘芯总经理兼首席执行官蒋尚义看好高端封装技术,认为会是国内半导体产业弯道超车的好机会,尤其是在眼前摩尔定律放缓之际。(来源:DeepTech)

蒋尚义进一步解释,眼前半导体产业的瓶颈是封装和电路板,现在要用半导体工艺去取代这两个技术,成为先进封装技术,让硅片的连结都是在非常高金属密度的介面上,每一个硅片都放在一起做成单一晶片,系统的规划就会完全改观,也就是利用先进封装技术把硅片的技术差距减到最低。

现在很多系统像是手机数据芯片 Modem ,一部分是电子,另一部分是类比线路,如果类比元件继续走高端工艺,对于面积的缩小帮助其实不多,但纠错技术的 ECC 能力要不断提升,因此设计难度很高,但如果借助先进封装技术,类比元件就不用再继续走工艺微缩的路,可以大幅减少设计困难度。

随着硅片越做越大,要把所有硅片整合成一个硅片,凡事是合久必分、分久必合,把一个硅片拆开来再和其他的硅片整合在一起,就是以先进封装系统技术来进行整合,在一个平台上整合成为集成系统。

例如三五族芯片很难和硅芯片放在一起,但在一个平台上就可以做到,在后摩尔定律时代,芯片实在难以缩小,那就把系统越做越小来驱使成本的降低。

图 | 电子产品应用遵循摩尔定律发展数十年,未来逐渐面临物理瓶颈,但物联网相关芯片不受该定律的限制。(来源:DeepTech)

物联网芯片不受摩尔定律限制

半导体产业踩油门发展先进工艺的另一个焦虑,是有能力负担高端工艺技术的客户越来越少,但仔细思考,最先进工艺的技术其实只有非常少数的产品才用得到。

迎接“后智能手机”时代来临,对于芯片的要求不再如此高端,但特点是种类很多、变化快,单一产品的需求量不见得很大,因此供应商要非常具有弹性,也因此,目前的生态环境已经不适用了。

例如, 7 nm 、 5 nm 技术芯片成本高达 5 亿美元,至少要卖出 10 亿美元、 5 亿颗才能回本,但真正需要这么大量芯片的产品有多少?

接棒“后智能手机”时代的是物联网产业。物联网芯片应用非常多元化,且应用在各个不同层面的领域上,不可能再拿单一芯片来进行广泛使用,可以说,物联网芯片其实享受不到摩尔定律带来的好处,反过来说,也不受摩尔定律逼近极限的限制。

半导体生态链从设备、材料、硅片工艺、封装测试、芯片产品到系统产品,还需要各种 EDA 软件工具、知识产权、检测技术等,每一环节都是环环相扣、且缺一不可,更要彼此配合达到系统性能最佳,因此建立完整生态系统是很重要的。

像是 7 nm 工艺技术,只要把各环节照顾好,设计和工艺彼此有好的沟通,建立统一规格标准,产品效能可以增加 20% 之多。

以先进封装技术为例,用硅片取代电路板,再重新定义介面,以自己的介面、自己的标准,加上现在电路板的 IO 都是非常宽松的标准,如果有自己的生态环境,再用自己的先进封装,可将 IO 介面电压大幅降低,因此,建立完整生态系统是很重要的事。

对于国内半导体产业的建议,蒋尚义提出,国内有三套核心系统:高性能的计算机、服务器、低功耗移动装置和消费性物联网产品,这三项终端产品彼此需要的工艺技术都是不一样的,政府可以协助帮忙建立基础建设,把完整的生态系统搭建好,等于是把高速公路铺好,让企业可以很快畅行发展。