手機、可攜式多媒體播放器與個人導航裝置紛紛步向輕薄短小的產品外型，除了讓製造業者加重工業設計之外，由於3D IC可有效縮小晶片體積，因此也備受矚目。
看好立體堆疊晶片(3D IC)的多項技術優勢，日前工研院結盟國內業者組成先進堆疊系統應用研發聯盟(簡稱Ad-STAC)，盼能加速推動3D IC技術應用。雖然這項技術最早在2002年就由IBM率先提出，2007年也有半導體設備商暐貰科技(Aviza)推出相關解決方案，不過立體堆疊技術近期才廣受歡迎。
PCB寸土寸金 3D IC有效縮減空間
顧名思義，3D IC乃是透過將多顆晶片進行三維空間垂直整合，以達到尺寸精簡的最佳效益。與現有平面的晶片整合有所不同，3D IC由於採取上下導通的架構，因此電晶體間的連接長度及延遲時間均較傳統二維電路明顯縮短，同時提升晶片效能並降低晶片功耗。另外，電感效應與電容效應引起的噪音耦合也較低。也因為晶片尺寸可有效精簡，將印刷電路板(PCB)視為尺寸戰場的可攜式裝置業者更對3D IC興趣高昂。
智旺科技總經理徐清祥認為，待3D IC成熟後，將成為打造固態硬碟(SSD)的最大幫手，並可加速固態硬碟之發展。徐清祥以採用固態硬碟的蘋果(Apple)iPhone為例，他指出，目前iPhone主流硬碟空間仍僅停留在8GB，然若可導入3D IC技術，大容量的固態硬碟將可俯拾皆是。
智旺科技為力晶集團轉投資之快閃記憶體(Flash)設計公司，此次率先加入工研院發起的Ad-STAC，就是希望未來可盡快開發出運用3D IC之大容量固態硬碟，以搶占市場先機。徐清祥樂觀預期，若3D IC發展順利，最快在2009年結束前就可看到搭載20或30GB固態硬碟的手機。
看好3D IC未來發展 本土廠商全力抬轎
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| 圖1 工研院電光所所長暨研發聯盟會長詹益仁認為，3D IC的發展將全面改寫半導體產業生態，而位居半導體重鎮的台灣，自然也將在這波洪流中扮演重要角色。 |
為與國際廠商進行區隔，工研院日前大動作宣布成立Ad-STAC，欲與國內業者聯手打造第一個跨產業整合的立體堆疊晶片研發平台，全力發展3D IC系統與應用技術、整合相關設計開發。
工研院董事長史欽泰表示，3D IC由於整合度高、體積小及成本低，因此可滿足消費性電子輕薄化之需求。
工研院電光所所長暨研發聯盟會長詹益仁(圖1)補充，3D IC是製造設計的進一步分工，必須透過上中下游整合才能成功，也因此積極拉攏各家廠商加入。據悉，目前該聯盟已有力晶、南亞、矽品、茂德、漢民、旺宏、德商巴斯夫(BASF)、美商布魯爾科技(Brewer Science)等九家明確表達加入意願。
不過，這項由經濟部負擔部分預算，且由工研院主導之Ad-STAC，預計最快也要在3年後才會由工研院與業界共同進行3D IC合作開發計畫。
3D IC非獨創 商用化時程先搶先贏
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| 圖2 暐貰科技全球企業營銷副總裁Michael Martinez認為，3D IC目前仍屬早期開發階段，業者如何搶先商業化，端出令客戶滿意的解決方案，將是關鍵議題。 |
除了工研院之外，IBM早在2002年就喊出相關概念，並明確指出3D IC諸多製造技術、規格細節與優勢，相關投資也不遺餘力。而半導體設備業者暐貰科技也以其深層蝕刻技術為基礎，開發出完整的製程方案，並在2007年推出市場。
暐貰科技全球企業營銷副總裁Michael Martinez(圖2)指出，隨著3D IC受到重視，建立立體堆疊整合最常用的技術之一--矽穿孔(TSV)也備受矚目。Martinez引述研究機構Yole Development報告指出，在各式消費性電子(CE)強勢帶動之下，3D IC市場至2012年時，年複合成長率(CAGR)將超過60%，成長力道可見一斑。
Martinez透露，比起打線只能在元件周圍繞線，TSV由於採立體方式堆疊，因此在同樣的性能表現下，最多能節省30%的矽用量，有助降低成本。此外，TSV可縮短電氣傳遞距離，也得以改善晶片運作速度和功能。
不過，Martinez也說，儘管包括國內的各家業者對3D IC興趣頗大，不過多數晶圓廠對於3D IC仍處於開發階段，國內最早量產之廠商將僅有日月光而已，要看到市場快速成長，最快也要到2009年以後。Martinez分析，正因為3D IC仍屬初期開發階段，各家業者能否搶先推出實際產品、或是在技術上有所深耕，將是未來決勝關鍵。
| 小辭典：立體堆疊晶片(3D IC) |
| 3D IC乃將是晶片立體堆疊化的整合模式，其最大特點在於可將不同功能、性質或基板的晶片，各自採用最合適的製程分別製作後，再利用矽穿孔(Through-Si Via, TSV)技術進行立體堆疊整合，以有效縮短金屬導線長度及連線電阻，進而減少晶片面積，具有小體積、高整合度、高效率、低耗電量及成本之優勢，並同時符合數位電子輕薄短小發展趨勢要求。 |
資料來源：工研院光電所 |