今年的國際半導體展（SEMICON Taiwan）中一直在討論一個半導體的新名詞、新顯學－異質整合，究竟什麼是異質整合？讓我們來好好的探究一下，在這裡我們盡量避開艱深的技術與專有名詞，以淺顯易懂的方式，來了解一下，這可能在未來繼續讓半導體成長30年的祕密武器。
異質整合產業新顯學
相信大家都很了解半導體中一個有名的偉大定律─摩爾定律，這個定律提到晶片上可容納的電晶體數目，每隔18個月便會增加1倍，而電晶體愈多則晶片執行運算的速度將會愈快，發展到在手機中只有小指頭大小般的晶片，卻比上個世紀電腦剛發明時的功能強上兆億倍。
摩爾定律是由Intel創辦人高登．摩爾（Gordon Moore）經過長期觀察後而發現，並以其姓氏來命名，這個定律讓台積電（2330）在過去30多年來取得極大成長，前董事長張忠謀先生早在1998年時表示，摩爾定律在未來10.15年將依然適用，20年後，他再度表示，摩爾定律仍將持續成長，但恐在2027年走到盡頭。所以，在製程往7nm、5nm推進後，摩爾定律似乎已經來至極限，但業界早已有許多的方法來突破極限，讓其繼續延續下去。
由於未來消費者對智慧手機功能的需求只會愈來愈多，且在要降低成本與縮小體積下，要直接從晶片的連結上著手解決；因手機中連結各晶片的主機板至少占整體手機面積的40%，所以如果能有效的將各種不同晶片整合成單一晶片的話，就可以大大地縮小手機目前體積，而晶片間的距離在縮短後，也會減少耗電與延遲時間，進一步強化手機的效能。
目前在業界最有共識並且可以說是半導體新顯學的「異質整合（Heterogeneous
Integration）」，就是可以解決這個問題的重要方向。而有了異質整合，就有同質整合，同質整合目前已在進行中，可透過2.5D或3D多維度空間設計，將多個同質的晶片整合成一顆IC，而難度較高的異質整合，同樣也是透過3D多維度空間設計，進一步將多個不同性質的元件整合成一顆IC。
要知道現在有很多熱門的元件，包括微機電系統、被動元件、數位晶片、類比晶片、光感測器、生物感測器及天線等，未來就要朝向異質整合的方向前進。
簡單說就是可將「記憶體、邏輯、RF元件與類比」等各類不同質的IC，甚至是機電系統，慢慢從2類、3類.，到最後全部整合成在一個多功能的異質整合晶片，也等於是將半導體中的「IC設計、晶圓代工、後段封測」整合起來，未來的分界將可能模糊，各廠商是既合作又競爭。
產值將突破1兆美元
這就是未來半導體產業的重要引擎，也是讓摩爾定律繼續發揮作用的方法，才能夠隨著未來AI世代的到來，讓晶片能夠更小、更快、更多功能，可以想像這其所要走的路有多遠，但可創造出來的商機也必然很大。
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2019/09/27 第318期 | 
