被台積電拒絕代工，三星芯片製造突圍的關鍵在先進封裝？_風聞

電子發燒友網報道（文/吳子鵬）根據相關媒體報道，台積電拒絕為三星Exynos處理器提供代工服務，理由是台積電害怕通過最先進的工藝代工三星Exynos處理器可能會導致泄密，讓三星瞭解如何提升最先進製程工藝的良率，而這恰恰是三星在先進製程方面的最大痛點。

據悉，三星System LSI部門已經改變了此前晶圓代工獨自研發的發展路線，轉而尋求外部聯盟合作，不過縱觀全球晶圓代工產業，只有台積電、三星和英特爾三家企業具有尖端製程工藝代工的能力。而要發展最先進的3nm和2nm工藝，對於三星來説，可選的夥伴只有台積電。然而，X平台用户@Jukanlosreve透露，台積電不會與三星達成任何形式的合作以大規模生產Exynos系列處理器。台積電並不擔心錯失Exynos訂單，該公司可以憑藉其及時交貨的優勢收取溢價費用。

不過，從三星System LSI部門的動作來看，該公司並沒有將寶都押在純晶圓代工領域，而是將先進封裝的權重大幅提升，作為該公司在高性能芯片製造領域突圍的關鍵。

三星晶圓代工繞不過良率低這道坎

根據台灣供應鏈人士透露，目前台積電在2nm上進展非常順利，良率已經達到了60%。N2平台能夠帶來效能提升15%，功耗降低30%。台積電研發和先進技術副總裁Geoffrey Yeap表示，N2是台積電“四年多的勞動成果”，首次採用新型全環繞柵極（GAA）納米片晶體管，目前主要客户已經完成2nm IP設計並開始驗證，台積電還開發出低阻值重置導線層、超高效能金屬層間電容，以此對2nm製程工藝的能效進行提升。台積電2nm工藝預計2025年實現量產。

和台積電相比，三星在先進製程方面的進展就沒那麼順利了。在當前最前沿的3nm工藝節點上，台積電的良率已經超過了80%，而三星最開始設定的首代和第二代3nm GAA技術的良率目標是70%。然而，根據目前的記錄，三星第二代改良版3nm工藝平台的良率只有20%。

儘管面臨挑戰，三星並未放棄，他們一方面在改善3nm工藝，另一方面也在推進2nm工藝的研發。據悉，三星計劃在2027年推出代號為Ulysses（尤利西斯）的2nm工藝Exynos處理器，該處理器將用於Galaxy S27系列。

不過，如果良率問題持續無法得到解決，三星在代工和芯片上的計劃都可能擱淺，搭載非高通芯片的三星旗艦機可能成為歷史。

三星選擇提升先進封裝權重

根據韓媒此前的報道，三星正計劃“洗牌”先進半導體封裝供應鏈，將從根本上重新評估材料、零部件和設備，影響開發到採購各個環節，從而進一步增強技術競爭力。據悉，三星優先關注設備，跳出現有合作關係的限制，準備在“性能”優先的原則下，重新選擇供應商。據悉，三星甚至考慮退回已採購的設備，重新評估其是否符合新的標準。

在先進封裝領域，三星的策略開始由“一對一”聯合開發計劃（JDP）模式轉為“一對多”的 JDP 模式，即同時與多家供應商合作開發，以尋求更先進的技術和設備，預計該計劃最早將於2025年實施。

在去年的年度股東大會上，三星聯席首席執行官慶桂顯表示，三星電子在先進封裝產業的投資成果將從2024年下半年開始真正顯現。2024年三星大舉進軍先進封裝領域，預計2024年先進封裝能夠為三星帶來1億美元的營收。

目前，三星在先進封裝方面有很多代表性技術，比如I-Cube 2.5D封裝、X-Cube 3D IC和玻璃基板等。其中，三星I-Cube 2.5D封裝通過並行水平芯片放置防止熱量積存並擴展性能。三星以硅通孔（TSV）和後道工序（BEOL）為技術基石，整合兩個以上的（不同）芯片，使之完美協作，讓系統發揮1+1 > 2的功能。

I-Cube 2.5D封裝包括I-Cube S、I-Cube E和H-Cube 三種產品形態。I-Cube SI-CUBE S 是一種異構技術，將一塊邏輯芯片與一組高帶寬存儲器 (HBM) 裸片水平放置在一個硅中介層上，兼具高帶寬和高性能的優勢，即使在大中介層下，仍具有出色的翹曲控制能力；I-Cube E 技術採用硅嵌入結構，不僅具有硅橋的精細成像優勢，也同時擁有PLP的技術特點：大尺寸、無硅通孔 (TSV) 結構的RDL 中介層；H-Cube 是一種混合基底結構，將精細成像的 ABF（Ajinomoto Build-up Film）基底和 HDI（高密度互連）基底技術相結合，可在 I-Cube 2.5D 封裝中實現較大的封裝尺寸。

三星3D IC封裝通過垂直堆疊的方式大幅地節省了芯片上的空間，主要包括X-Cube（微凸塊）和X-Cube（銅混合鍵合）兩種形態，前者通過增加每個堆棧的芯片密度，進一步提升 X-CUBE 的速度或性能；後者與傳統的芯片堆疊技術相比，具有極大的佈局靈活性優勢。

除了在架構上創新，在材料上三星也在關注玻璃基板。此前有消息人士稱，三星計劃於2026年大規模量產玻璃基板先進封裝。該公司正在悄然佈局用於FOPLP（面板級封裝）工藝的半導體玻璃基板，相較於塑料基板，玻璃基板以其優異的導熱性和穩定性，具有成本低、電學性能優越以及低翹曲率等優勢，被視為下一代封裝材料的理想選擇。不過，玻璃基板也面臨着高精度通孔、高質量金屬填充、高密度佈線和鍵合技術等方面的技術挑戰，如果不能妥善解決，也會演變成為先進封裝的良率缺陷。

結語

從目前的情況來看，三星在先進製程方面已經深陷低良率的漩渦，且沒有什麼有效的應對手段，這導致三星的鉅額投資無法變現。目前，尋求外部合作的三星，實際上可選對象只有台積電，但台積電很顯然不會參與這項風險奇高的商務合作。在後續發展上，三星在先進封裝方面的佈局有可能成為重點，成為Chiplet技術發展的重要力量，畢竟三星除了有製造、封裝，該公司的HBM技術也處於全球第一梯隊。

聲明：本文由電子發燒友原創