在過去幾十年裡，摩爾定律驅動半導體產業飛速成長，不斷透過製程微縮提升晶片效能與降低成本。但隨著技術逐漸逼近物理極限，傳統的微縮策略面臨瓶頸——電晶體尺寸接近原子尺度，製程難度與成本急遽上升。
為突破此困境，半導體產業開始尋求「異質整合」與「先進封裝」作為延續摩爾定律的替代路徑。這些技術透過將多種製程、材料與功能的晶片整合在同一封裝中，不僅提升效能，還能降低功耗與縮小體積，推動AI、高效能運算、物聯網等應用邁向新世代。
目錄
異質整合與先進封裝的七大價值
隨著摩爾定律逐漸逼近極限，傳統的製程微縮已無法滿足高效能運算與多功能整合的需求。異質整合與先進封裝（Advanced Packaging）技術應運而生，透過晶片堆疊，如:2.5D、3D封裝與晶圓級封裝等手法，突破單一晶片設計限制，實現系統級創新。以下是七大關鍵價值，揭示此技術對未來半導體發展的重要性：
- 突破摩爾定律限制：3D堆疊整合多晶片，打破傳統平面微縮瓶頸。
- 提升運算效能：縮短晶片間訊號路徑，降低延遲、提升頻寬。
- 增加晶片密度：封裝內可容納更多邏輯與記憶體元件，支撐巨量資料處理。
- 降低功耗：減少電訊號傳輸距離，降低能耗與熱耗散壓力。
- 實現異質整合：整合CPU、GPU、記憶體、感測器等異質元件於單一模組。
- 縮小產品體積：使穿戴裝置、智慧手機等消費性電子更加輕薄短小。
- 提升產品可靠度：透過改良封裝結構、減少連接點，提高系統穩定性。
技術演進：對「平坦」與「精確」的極致追求
無論是異質整合或先進封裝，其成功與否皆仰賴晶圓與晶片表面的極致平坦度與厚度一致性。下列幾項關鍵封裝技術對表面狀況的要求極為嚴格：
| 技術 | 介紹 | 表面處理挑戰 |
| 3D IC | 將晶片垂直堆疊，並透過TSV進行層間連接 | 晶片需高度平坦以確保垂直對準與接點導通 |
| Chiplet/小晶片 | 多個小晶片並列封裝成單一模組 | 不同晶片厚度需極度一致，避免封裝變形或連接失效 |
| Fan-Out (扇出型) | 重布線技術提升I/O密度，常應用於行動裝置SoC封裝 | 對晶片邊緣與重布線層的平整度有高要求，影響線路成形與封裝品質 |
| CoWoS / InFO | 高階2.5D/3D封裝，應用於AI/HPC處理器 | 晶片與中介層（interposer）介面需無缺陷，精準研磨至目標厚度 |
| TSV（Through-Silicon Via） | TSV製程中需先在矽晶圓上開孔、沉積、填銅，再透過CMP移除多餘金屬與矽材層，確保完整導通與表面平整。 | 確保通孔導通品質，TSV 的 CMP 工藝需在高選擇比、高均勻性與極低損傷間取得完美平衡 |
CoWoS:Chip on Wafer on Substrate
什麼是矽穿孔-TSV（Through-Silicon Via）？
在高效能計算、智慧手機、AI 晶片等領域不斷追求高速與高密度封裝之際，矽穿孔（Through-Silicon Via, TSV）技術成為實現 3D IC 的核心製程之一。透過垂直導通孔，TSV 可打破傳統封裝的 I/O 限制，大幅縮短晶片間距與訊號傳輸路徑，提升電性效能並降低功耗。
TSV 製程包含數個高度精密的步驟：
- 在矽晶圓表面沉積氧化矽（SiO₂）與光阻劑。
- 透過蝕刻技術開孔，形成特定深度與直徑的通孔結構。
- 以氣相沉積（CVD）或原子層沉積（ALD）方式，沉積介電層、阻障層及晶種層。
- 接著填充高導電材料，如銅，再透過化學機械平坦化（CMP）去除多餘金屬層，使表面平整。
- 最終再次以 CMP 移除多餘矽層，露出完整導通孔，實現多層晶片間的垂直互連。
TSV 製程不僅對光蝕刻、鍍膜與填孔等步驟的精度要求極高，更對背面研磨、拋光、表面平坦度與金屬殘留控制提出嚴苛規格。為確保通孔導通品質，TSV 的 CMP 工藝需在高選擇比、高均勻性與極低損傷間取得完美平衡，也因此對研磨拋光耗材提出更高挑戰。
研磨拋光耗材：異質整合與先進封裝的「無形推手」
在晶圓加工與封裝流程中，研磨與拋光並非只是材料去除，更是決定封裝品質、效能與良率的核心步驟。從晶片背面研磨（Backgrinding）、矽穿孔（TSV）製作、至重布線製程，耗材的選擇將直接影響微結構的完整性與尺寸控制。
關鍵耗材應用與價值
- 宏崴鑽石拋光液（Diamond Slurry）：高硬度材料，如:SiC、GaN加工利器，具備高效率、低刮痕特性。
- CMP拋光墊與拋光液：用於晶圓表面或中介層平坦化，控制Ra值與表面粒子汙染。
- 晶圓研磨砂輪與墊材：針對晶片薄化與粗略加工，講求壓力均勻與穩定性。
- 宏崴晶圓划片刀系列： 專為半導體晶圓與封裝基板等各類硬脆材料而設，涵蓋高精度電鑄刀、穩定耐磨的硬刀，以及高速長壽的軟刀，全面滿足晶圓划片與後段封裝切割的高效率、高良率需求。
創新耗材方案：突破先進封裝的研磨拋光瓶頸
在異質整合與先進封裝進程加速的同時，晶圓在粗磨、精磨、化學機械平坦化（CMP）等關鍵環節所面臨的挑戰亦日益嚴峻。宏崴精密深知製程的每一微米皆關鍵，針對不同材料特性與製程需求，打造完整且高效的研磨拋光耗材產品線，協助客戶在高階封裝技術中實現更高良率、更穩定的產出。
宏崴奈米級研磨液技術：對應多樣材料，精準配方
宏崴的研磨液採用先進的奈米級微粒技術，提供多種材料專用配方與粒徑選擇，針對不同表面特性實現極致效果：
| 項目 | STI、低k介電層 | 矽(Si) | 碳化矽(SiC) |
| 研磨耗材 | 氧化鈰 | 氧化鋁、二氧化矽研磨液/粉 | 鑽石研磨液/膏 |
| 研磨耗時 | 20~30分鐘 | 60~120分鐘 | |
| 損失率 | <1% | ≧5~10% |
- 鑽石拋光液：宏崴的鑽石拋光液，專為 SiC、GaN 等高硬度材料設計，採用表面微結構改質技術，包括導入球形鑽石顆粒等不同結構，有效降低研磨過程中的刮痕與表面應力，使工件表面更不易受損。此技術能在背面研磨階段達成極低次表面損傷，為高功率元件的散熱與可靠度提供強而有力的保障。
- 氧化鋁拋光液：高效對應金屬層與矽基層，兼顧材料去除率與表面平坦度，適用於多層堆疊製程。
- 氧化鈰拋光液：在STI與低k材料中展現出色的選擇性與低缺陷率，適合複雜結構下的層間平坦化。
- 二氧化矽拋光液：穩定且高均勻性，為先進邏輯與記憶體製程提供理想精拋方案。
三大特色優勢：
- 高穩定性：不易沉澱、不結晶，有效降低製程異常風險。
- 環保易處理：低毒性與廢液友善處理設計，符合綠色製造趨勢。
- 抗汙染設計：低顆粒殘留、氣泡與表面污染，確保最小化缺陷率。
宏崴拋光墊創新：五層結構，全方位提升CMP性能
隨著先進半導體製程對表面品質的要求越來越嚴苛，拋光墊作為晶圓化學機械平坦化（CMP）製程中的關鍵耗材，其性能將直接影響到晶圓表面粗糙度、材料去除速率與整體製程穩定性。宏崴精密開發的高性能晶圓研磨拋光墊，結合創新材料科學與微觀結構設計，為業界提供更高效率、更低成本的CMP解決方案。
- 材料科學突破-五層結構實現功能整合:宏崴拋光墊採用獨特的五層複合結構設計，相較於傳統單層或三層拋光墊，不僅提高了機械強度與形變控制能力，更能針對不同製程階段提供精準的支撐與介面回應。各層分工明確，從載體基底的剛性控制，到接觸層的彈性模量與摩擦係數調節，再到表層的動態調壓能力，每一層都經過精密設計與材料優化，確保與不同類型的拋光液（如SiO₂、CeO₂、Al₂O₃、鑽石等）高度匹配，提升去除率與表面均勻性。
- 微觀結構設計-讓漿料流動與氣泡排出更流暢:宏崴拋光墊表面經過高度工程化設計，具備高密度微孔結構與最佳化的溝槽紋理，可在拋光過程中均勻分佈研磨液，防止局部堆積與乾摩擦，並有效引導氣泡排出，降低微刮痕與表面缺陷風險。
- 長壽命與製程穩定性：宏崴拋光墊具備優異的抗磨耗性與形狀保持性，即使在長時間高負載條件下使用，仍能維持穩定的壓力分佈與研磨效果，大幅延長墊材使用壽命。更換週期的延長不僅降低材料成本，同時也減少停機頻率與製程變動風險，提升整體產線稼動率與良率表現。
此設計可有效防止乾摩擦、局部磨損與微刮傷，並支援與多種研磨液，如:氧化鈰、氧化鋁、鑽石等匹配應用。其抗磨耗性與壽命延展性，不僅提升製程穩定性，也有助於降低生產成本與停機風險。
宏崴精密砂輪系列：對應不同晶圓材料的高效解決方案
為了因應晶圓加工不同階段對粗糙度與表面品質的嚴格要求，宏崴提供一系列對應材料與應用的專業研磨砂輪：
- 矽晶圓用倒角磨削砂輪
用於晶圓邊緣倒角處理，可有效去除切割後的毛邊與微裂痕，確保邊緣光滑無損，降低後段製程中因微裂造成的晶圓崩裂風險，並提升整體良率。 - 晶圓平面磨削用砂輪
應用於矽晶圓表面平整化加工，宏崴砂輪能實現高去除率與低表面粗糙度的理想平衡，協助晶圓達到高平坦性（TTV、WARP控制）與低Ra值，是先進封裝與高階製程不可或缺的基礎。 - 化合物半導體專用砂輪
因應SiC、GaN等超硬且脆性的化合物半導體材料日益廣泛的應用，宏崴開發專用高硬度、高耐磨砂輪配方，能有效實現快速粗磨同時減少表面微裂與材料損傷，支援功率元件與RF元件的高良率加工需求。
宏崴晶圓划片刀系列：精準對應多樣材料的高效切割方案
為了滿足半導體封測與後段封裝中對各類硬脆材料的高精度、高穩定性切割需求，宏崴提供多款專業划片刀產品，對應不同材質與應用場景，確保加工品質與製程效率：
- 晶圓電鑄划片刀
適用於矽晶圓、氧化物晶圓以及SiC、GaAs、GaP等化合物晶圓材料，具備超小切縫與高加工精度特性，有效降低切割損耗並提升晶粒品質，廣泛應用於晶圓划片與精密元件製程。 - 晶圓封裝划片刀-硬刀
採用高耐磨材質與穩定刀刃結構，能有效控制晶片側壁台階與尺寸精度，適用於陶瓷LED基板、半導體封裝基板、PZT與TGG等硬脆材料，是高良率封裝製程的穩定利器。 - 晶圓封裝划片刀-軟刀
具備高速切削（達200mm/s）與長壽命（超過7000m）雙重優勢，特別適合PCB、EMC、Chip LED基板以及LTCC、PZT、TGG等材料之高效量產需求，提升切割效率與生產穩定性。
實踐未來：宏崴科技在異質整合與先進封裝的貢獻
面對製程日益複雜化的半導體產業，宏崴科技不僅提供耗材，更提供完整解決方案。我們的策略包括：
- 前瞻性研發投入：宏崴積極與先進製程供應鏈協作，導入客製化配方與奈米級微粒控制技術。
- 材料精準匹配能力：因應複雜的多層堆疊結構與異質材料整合，宏崴提供高選擇比、低缺陷的耗材選擇。
- 成功案例實證：我們的鑽石拋光液成功應用於超硬材料晶圓薄化階段，達成業界領先的表面粗糙度標準與終點控制。
- 永續製造導向：產品皆採用低毒性、易清潔配方，符合綠色製造趨勢，降低客戶環保處理成本。
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- 免費諮詢與專案評估： 我們的宏崴鑽石工業耗材專家為您提供產品諮詢，並針對您的具體製程需求進行專業評估，一同找出最佳的研磨拋光解決方案。
- 客製化方案設計： 無論您面對的是矽晶圓，還是化合物半導體（SiC, GaN, GaAs）的挑戰，我們都能為您量身打造最符合您需求的半導體研磨、拋光方案。
- 先進材料與效能驗證： 我們提供業界領先的宏崴鑽石拋光液、鑽石碟、精密砂輪等耗材，並可協助您進行製程實施與效能驗證，確保您的產品達到預期的高良率與卓越效能。
- 宏崴擁有穩定供貨能力、品質保證、售後服務與客製化支持，能給您最恆定的產品質量。
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