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先進封裝製造或將成美、中科技競爭另一戰線

  美國商務部於今(2023)年11月20日公布「美國先進封裝製造計畫願景」(The Vision for the National Advanced Packaging Manufacturing Program, NAPMP),規劃投入30億美元用於投資晶片先進封裝製造,並預計於2024年開始針對半導體材料與基板之投資案,啟動首輪融資申請。

  「美國先進封裝製造計畫」源於拜登政府2021年檢討美國半導體供應鏈,該檢討報告指出,美國具有先進封裝製造產能不足、依賴外國資源,以及對中投資增加等風險。為解決該等問題,美國國會於2022年通過《晶片及科學法》,給予商務部500億美元的美國晶片基金,而「美國先進封裝製造計畫」則為美國晶片基金預計使用的主要補貼措施之一。

  若將整個半導體製造供應鏈簡單區分為晶片設計、晶片製造、晶片組裝、封裝與測試(assembly, test and packaging, APT),由於晶片封裝與測試這類後端(back-end)製程利潤相對低,因此過去數十年製造重心已由美國轉往亞洲與中國大陸。商務部次長兼國家標準技術研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)院長羅卡西奧(Laurie Locascio)於今年11月20日,在巴爾的摩州立大學演講時,宣布啟動NAPMP;羅卡西奧指出,美國現今具備的晶片封裝能力僅占全球的3%。根據美國統計,隨著多年投資,目前中國大陸在全球半導體APT的市占率約為38%。

  隨著技術進展,被視為半導體製造鐵律的摩爾定律(Moore's Law)已逐漸失準,且晶片製造工藝逼近物理極限,因此主要半導體企業皆在找尋突破摩爾定律的方式。近年小晶片(chiplet)與晶片堆疊(Chip on Wafer on Substrate, CoWoS)等先進封裝技術逐漸成熟,復以資料中心、人工智慧加速器和消費性電子產品等領域皆對高性能晶片具有龐大需求,因此原先視為缺乏創新與低附加價值的晶片後端製程,成為半導體產業投資重心。基此,為免在此領域落後中國大陸,NAPMP聚焦於六項半導體相關技術領域:材料和基板;設備、工具和製程;電力傳輸和熱管理;光子學和連接器;小晶片;以及針對測試、修復、安全性、互通性和可靠性的協同設計方法,以加速美國晶片製造工藝的重新復興及創建產業聚落與生態系。

  商務部宣布啟動NAPMP之舉,亦引發各界揣測,懷疑美國政府是否將複製近兩年針對晶片製造前端製程的管制作為,運用出口管制工具管制後端製程市場,以達到限制中國大陸技術進步的戰略目的。此一推測具有的合理性在於,中國大陸在全球APT市場具有極高市占率,因此可能藉由發展先進封裝技術,從而突破美國的晶片管制戰略;而商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)9月於國會作證時亦曾指出,美國急需提高自身的先進封裝製造能力。人工智慧對於高性能晶片的大量需求,也是美國政府注重先進封裝製造的主要考量因素。惟NIST隨後澄清雷蒙多的發言,表示將不會介入管制APT市場,而理由正是因為中國大陸在APT供應鏈重要性極高且缺乏替代來源。

【由黃禾田綜合報導,取材自Inside U.S. Trade、Bloomberg News,2023年11月21日】