半導體裝配和測試服務近況：駕御封裝業界潮流
Francoise Von Trapp, Managing Editor
這一年來，半導體裝配和測試服務供應商(SATS)有關合併與購併、研發合作以及技術創新的報導，不斷上新聞版面。來自Amkor、STATS ChipPAC、Unisem Group以及PSi Technologies等領先公司的代表，於本文對上述重大議題提出其看法。
半導體技術趨勢正在轉向中，業界將大部分的重點轉移至後端裝配和測試(back-end assembly and test)。依據市場研究公司Gartner Dataquest的報導，由於封裝對半導體產品的相對價值逐增，封裝產業成長速率整體將高於半導體產業[1]。由於覆晶(flip chip)式封裝成為主流，穿矽導孔(Through-Silicon Vias，TSVs)技術進入生產，前端產品晶圓廠將晶圓級封裝(Wafer-Level Packaging)技術加入其服務組合，上述這些趨勢對半導體封裝與測試服務供應商的影響，值得深切的檢視。
市場動力
Amkor公司企業研發副總裁Christopher Scanlon聲稱，為了滿足今日消費者對電子產品的求新、特殊使用需求，產品要求最佳化，進而強烈驅使電腦、通訊與娛樂功能進行整合。Scanlon並說明，「Amkor公司注意到對系統級封裝(SiP)和三維立體封裝(3D Packaging)技術的強勁需求，上述技術對高階半導體整合製程(Semiconductor Integration)能提供靈活性與客製化，以迎戰更短的上市時間以及產品生命週期的限制。」
Unisem Group企業執行長Bruno Guilmart同意上述說法，並提醒在電子產業所發生的變化，不是被企業所驅動，而是為消費者所帶動。Unisem Group與其它半導體封裝與測試服務公司的區別之一，在於汽車市場的佔有率，汽車市場約佔該公司25%的業務。Bruno Guilmart說明，儘管汽車數量其實未見增長，汽車電子化產品卻是越來越多，Unisem的競爭對手都沒有注意到這點，使得汽車電子化產品成為Unisem的理想成長市場。 Guilmart表示，該公司已推動零缺陷(Zero Defect Initiative)以及六標準差(Six Sigma)計劃，推動產品品質。Guilmart認為從晶圓製造廠的角度來看，儘管這並非不尋常，對半導體封裝與測試服務公司倒是有些創新度。
技術動力
從打線接合(Wire Bonding)到覆晶封裝(Flip Chip)以及其他晶圓級內連線(Wafer-Level Interconnects)的轉變真的已經開始了嗎？被列名為半導體封裝與測試服務業供應商前五大營收公司之一的Amko相信已如此，並相應性的把公司就定位。Scanlon 說，「Amkor以其先進組裝和測試支援能力，在尖端覆晶封裝技術和晶圓等級製程投入巨資。」
名列五強俱樂部之一的STATS ChipPAC公司也在下一代整合技術進行策略性投資，依據STATS ChipPAC公司執行總裁 Tan Lay Koon的看法，該公司正以晶圓等級三維整合化(Wwafer-Level 3D Integration)解決方案穩步向前發展，此些方案包含進行三維立體製程的穿矽導孔(TSVs)、微凸塊銲接(Microbump Bonding)，矽基底封裝(Silicon-Substrate-Based Packaging)解決方案，和嵌入式主動式晶片(Embedded Active Die)技術。
Unisem Group其營運主要重點為細節距球狀閘陣列(Fine-Pitch BGA)，引腳網格陣列(Pin-Grid Arrays，PGAs)，以及四方扁平無引腳封裝(QFN)，Unisem Group觀察到客戶以模組化或堆疊式晶片封裝(stacked-die package)進行多晶片整合的趨勢日增。Guilmart聲稱，「我們在90年代後期和2000年代初期，熱中於討論系統矽晶片(System-On-Silicon)，系統矽晶片其實在業界並未付諸實現，因為此矽製程有很多的技術挑戰，封裝製程較為實際。」
Yole Development共同創辦人Eric Mounier博士，在2007年SEMICON Europa討論三維堆疊(3D Stacking)封裝趨勢時建議，與其轉換到更新的內連線(Interconnect)方式，寧可所有的技術能合作並存，並各自應用在特定需求。封裝密度和性能等級越高，技術複雜度將更高。
前端晶圓製造廠和半導體裝配和測試服務供應商、專業合約代工供應商的關係
當三維晶圓等級封裝(WLP)移向生產之際，業界專家懷疑晶圓製造廠同時進行封裝與測試，是否會混淆其傳統角色。例如台積電原為一純粹的晶圓製造廠，宣布推出12吋WLP廠進行設計、封裝與測試服務，而先前這些製程係外包給組裝廠商[2]。Guilmart並不認為此為可行議題，「我本身具備晶圓廠背景，因此得以從雙方立場檢視此問題」，他解釋道，「我們所討論的晶圓製程改變，對晶圓廠管理階層是一大衝擊，因為相較於原來的晶圓製程，封裝與測試被視為是骯髒製程，對晶圓製程廠管理階層而言，這實在是太可怕了。」
Scanlon贊同Guilmart的看法，「晶圓凸塊製程(Wafer Bumping)和厚介質/銅金屬晶圓級重新分配製程(Thick Dielectric/copper Wafer-Level Redistribution Processes)，對每平方英尺高成本的晶圓廠而言，並非一個好的技術或適合的投資回報率。」相反的，Scanlon預測，覆晶封裝、晶圓等級封裝(WLP)的成長以及三維整體化所需的穿矽導孔製程(TSVs)，將推動晶圓製造廠與半導體裝配和測試服務供應商之間更多的合作關係。
儘管看起來，封裝廠與晶圓製造廠在晶圓等級封裝(WLP)商業將互相競爭，依據Koon的意見，則認為結束晶圓製造廠角色，轉由封裝廠開始組裝的邏輯轉換點將持續存在。Koon指出，這是因為使用在晶圓等級封裝製程的工具設備，基本上與晶圓製造廠是不同的。植球(Ball-Attach)、分離成型(Singulation)、標誌(Mark)以及包裝(Pack)等分段製程(End-of-Line Processes)，顯然不適合目前的晶圓廠模式。
然而前端製程與後端製程精確的分界線究竟何在？分界線一度被認為是放在晶片切割階段，不過由於在晶圓等級有更多的封裝製程，此已有所改變。Guilmart同意在界定為晶圓製造廠領域和裝配、測試領域之間，該分界線已模糊不清。舉例來說，封裝過去並未被當作設計製程的一部分，不若現在這樣；現今，封裝已隨著積體電路製程進行設計。Guilmart補充，在晶圓製造廠內並不習慣看到測試人員，目前晶圓製造廠的重點是發展300毫米晶圓，此為非常勞力密集的產業。Guilmart指出，「我不確認晶圓製造廠有時間、財力或者意願，去研究更多與封裝有關的技術。」
Koon觀察到封裝製程轉移點正往前變化，Koon解釋，在穿矽導孔製程(TSVs)技術案例，如果前置引洞穿矽導孔(Via-First TSV)技術全為晶圓廠所執行，則具備埋孔(Buried Vias)的完全加工晶圓將為封裝製程轉移點。封裝業界會發展製程，以研磨矽晶圓、露出導孔，並為後續的後置引洞穿矽導孔(Via-Last TSV)內連線繼續加工。Koon說，「後置引洞穿矽導孔互連能利用相同技術，使多功能模組結合，以獲得邏輯與記憶體的結合」，「此種整合能力為封裝業界的獨特角色，後端供應商可以很容易的從不同的晶圓製造廠匯集晶圓進行整合，很明顯的此部份不會與前端製造廠競爭。」
有意思的是，Mounier將Amkor公司擺在Yole Developpment研發堆疊快閃記憶體(Stacked Flash Memory)技術的主要參與者內，名單所涉大多是整合元件製造廠(IDM)如三星、東芝、英特爾與美光公司。Koon表示，「此事相當令人印象深刻，因為參與的公司都是後端製程公司。」
對於像PSi Technologies此種專門進行功率半導體組裝、測試與封裝的公司，比較不會顧慮到他們最終將要與前端晶圓製造廠競爭。PSI科技公司市場推廣及銷售總監Freddie Canlas說明，「PSI組裝的產品若需要封裝，元件必須能進行高效率散熱，例如以散熱片方式(Heatsinks)。」
半導體裝配和測試服務(SATS)供應商和專業合約代工(EMS)供應商對系統級封裝(SiP)組裝的的競爭問題，為議題的另一端。於半導體裝配和測試服務供應商的一般觀點，是認為他們將佔據主導地位。Guilmart認為，「電路板零件組裝(Board-Stuffing)與組裝測試是兩種不同的產業。」以多晶粒包封(Encapsulation)的系統級封裝須具有潔淨室能力，而此為專業合約代工供應商傾向不具備的設備。Scanlon同意上述論點，只要系統級封裝技術持續影響先進內連線技術(Advanced Interconnect Technologies)，系統級封裝(SiP)組裝將為半導體裝配和測試服務供應商所主導。不過，Koon指出，專業合約代工(EMS)供應商挾其複雜性較低的SIP封裝技術，在業界仍將佔有一席之地，其技術使用晶片直接黏著技術(Direct Chip Attach，DCA)或與表面黏著元件(SMT)結合的預封裝積體電路(Pre-Packaged ICs)。
兼併、收購和企業合資
正當越來越多的客戶尋求統包解決方案之際，半導體裝配和測試服務供應商紛紛展開行動，擴展其服務範圍。Guilmart評論，「我們觀察到在測試領域的商業量，較組裝領域呈現整體性的增加」，「其主要刺激來自供應鏈最佳化」。Unisem最近完成收購先進內連線技術(AIT)，構成Unisem Group。Guilmart說，「我們的客戶很少重疊─此為我們進行跨類行銷(Cross-Selling)的一個大好機會」，「從封裝角度來看，我們也有很多的互補技術。」
Unisem實力在於小面積四方扁平無引腳封裝(QFN)，而AIT公司帶來在球閘陣列封裝(BGAs)與大面積四方扁平無引腳封裝(QFN)專業技術。Guilmart解釋，這個行業還是十分不完整，所以期待未來更進一步的整合與統一。Unisem將繼續尋找收購機會，藉此擴大產品線，Guilmart說，「此面臨自行開發或購買的決策，我們將一如既往尋求收購的機會。」
半導體裝配和測試服務供應商達成上述目標的另一種方式，為通過合資企業。例如於2007年5月，Amkor與另家前五大半導體裝配和測試服務供應商的UTAC，達成一項多年交互授權合約(Cross License Agreement)，於該合約UTAC可以採用Amkor的細導線架封裝(MicroLeadFrame，MLF)技術，Amkor則可以使用UTAC的四方扁平無引腳封裝(QFN)技術。這筆報導的交易涵蓋了智慧財產權，以及相關封裝技術的轉移。Amkor之前已經訂立這類協議，如與STATS chipPAC的前身STATS也有此協議，經常是應於某客戶的要求。協議創造了封裝技術可以更加自由的散播使用，而不致於惹上侵權的法律環境。
Canlas評論，「匯集資源