市調機構 Yole Developpement 稍早前發布了一份針對 3DIC 與硅穿孔(TSV)的調查報告，指出過去一年來，所有使用TSV封裝的3DIC或3D-WLCSP平臺(包括CMOS影像傳感器、環境光傳感器、功率放大器、射頻和慣性 MEMS組件)等產品產值約為27億美元，而到了2017年，該數字還可望成長到400億美元，占總半導體市場的9%。

 

Yole Developpement的先進封裝部市場暨技術分析師Lionel Cadix 指出，3DIC通常使用TSV技術來堆棧內存和邏輯IC，預計此類組件將快速成長；另外，3D WLCSP也將以18%的年復合成長率(CAGR)快速成長。

 

 

2017年，3D TSV芯片將占總半導體市場的9%。

 

3D WLCSP：最成熟的3D TSV平臺

 

3D WLCSP是當前能高效整合小尺寸光電組件如CMOS影像傳感器等的首選解決方案。它也是目前最成熟的3D TSV平臺，Yole Developpement估計，2011年該市場規模大約為2.7億美元，其中有超過90%來自于低階和低分辨率CMOS影像傳感器(通常指CIF, VGA, 1MPx / 2MPx傳感器等)。臺灣的精材科技(Xintec)是當前3D WLCSP封裝的領先廠商，接下來是蘇州晶方半導體科技(China WLCSP)、東芝(Toshiba)和 JCAP 。

 

大多數3D WLCSP業者都以200mm晶圓級封裝服務為主。不過，各大主要業者均有朝300mm轉移趨勢。事實上，此一趨勢也是邁向高階CMOS影像傳感器市場(> 8MPx分辨率)的必要過程，目前的傳感器市場也正在從背面照度(backside illumination)朝真正的3DIC封裝架構轉移。這種最新架構稱之為“3D BSI”，其中的光電二極管是直接垂直堆棧在DSP /ROIC晶圓上，并透過TSV連接。

 

未來的3DIC將由內存和邏輯堆棧SoC驅動

 

未來幾十年內，3DIC都將憑借著更低的成本、更小的體積，以及推動芯片功能進化等優勢，成為未來半導體產業的新典范。Yole Developpement先進封裝事業部經理Jerome Baron 指出，預估未來五年內，3D堆棧DRAM和3D邏輯SoC應用將成為推動3DIC技術獲得大量采用的最主要驅動力，接下來依序是CMOS影像傳感器、功率組件和MEMS等。他表示，今天帶動高階應用的仍然是2.5D硅中介層技術。拜先進芯片設計和封裝技術之賜，更多大型的FPGA和ASIC等芯片已經開始應用在工業領域，而且未來還將應用在游戲和智能電視等市場中。

 

2013年，在內存公司如美光(Micron)、三星(Samsung)、SK-Hynix，以及IBM和其它高性能運算設備供貨商的帶動下， 3DIC技術可望獲得顯著成長。

 

然而，可能要等到2014或2015年，所謂的wide I/O接口以及在28nm采用TSV技術來大量制造移動/平板產品專用應用處理器芯片的情況才可能發生。事實上，要成功推動3DIC，除了技術問題，還涉及到復雜的供應鏈部份，它要改變的層面非常多。因此，包括三星和臺積電(TSMC)在內的晶圓代工巨擘們，都不停針對3DIC展開垂直整合布局，希望能滿足領先無晶圓廠半導體公司，如高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、Marvell、NVIDIA和蘋果(Apple)的需求，以及其它采取輕晶圓廠策略的業者如德州儀器(TI)、意法半導體(ST)和NEC /瑞薩(Renesas)等。

 

Yole Developpement的先進封裝部資深分析師Jean-Marc Yannou指出，3D TSV的半導體封裝、組裝和測試市場在2017年將達到80億美元。“未來在拓展3DIC業務時，業界必須尋求所謂的“虛擬IDM”模式，”他指出，包括TSV蝕刻填充、布線、凸塊、晶圓測試和晶圓級組裝在內的中階晶圓處理部份，市場規模預計可達38億美元。另外，后段的組裝和測試部份，如3DIC模塊等，預估將達46億美元，而這些，都代表著先進封裝產業未來可持續獲得成長的商機所在。