根据调研机构iSuppli的预计，纯晶圆代工产值将从去年的307亿美元，增加至今年的350亿美元，成长14%，且2014及2015年也将出现两位数成长，2016年则可望达到485亿美元，将再成长9%。全球晶圆代工的龙头企业——台积电董事长张忠谋日前也于该公司的年度科技论坛中指出，台积电今年的营收预计将出现15-20%的增长幅度。
上海华力微电子有限公司市场部总监刘子明 |
上海华力微电子有限公司总监刘子明同样指出，受惠于智能型手机和平板电脑市场的成长潜力，高端芯片对40纳米和28纳米先进工艺的需求量大增，因此带动了晶圆代工产值的增长，预估今年将有两位数成长，且优于整体半导体产业的成长率。
虽然2013年半导体市场的景气指数逐渐复苏，但晶圆代工厂同时也面对日益激烈的市场竞争。对此，刘子明指出，全球各大晶圆代工厂新增产能陆续开出，将使平均销售单价下滑的压力与日俱增。
另外，低功耗的市场需求促使芯片设计者转入最新的40纳米和28纳米工艺，成熟工艺却不见重大产品转移，预期先进工艺市场前景看好，但成熟工艺将面临产能过剩导致的价格竞争。
除了严苛的市场竞争外，针对技术领域的挑战，武汉新芯(XMC)集成电路制造有限公司市场与销售资深副总经理Walter F Lange指出，不仅开发新工艺的难度越来越高，而且开发新工艺的速度也仍受到摩尔定律的限制，需要在2-3年内完成，这些都是晶圆代工厂在营运中所面临的艰难任务。
朝“超摩尔定律”方向前进
面对市场的严苛挑战，晶圆代工厂无不积极备战，例如华力微电子一方面发展40纳米先进工艺，一方面朝着“超摩尔定律”方向前进，开发特殊工艺，走差异化路线，例如55纳米高压工艺技术。刘子明表示，MEMS、传感器、智能功率、汽车芯片、嵌入式处理器等新兴半导体技术等都属于“超摩尔定律”领域。
华力微电子目前已量产55纳米低功耗逻辑工艺，同时40纳米低功耗逻辑工艺和55纳米高压工艺也在紧锣密鼓的开发之中，预计年底将可进入量产阶段。华力微电子的55纳米和40纳米低功耗逻辑工艺可为客户提供符合成本效益的解决方案，产品可以广泛应用于手机、数字电视和消费性电子产品等低功耗、高性能和高集成度的行业领域。
此外，华力微电子的特殊工艺——55纳米高压工艺具有超低功耗的优势，支持高达32V的应用，产品应用锁定在高分辨率、中小尺寸屏幕驱动芯片市场。另据介绍，华力微电子目前的月产能为3.5万片12英寸晶圆，且今年将进一步扩充产能。
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第2页：芯片体积缩减，垫高技术“门槛”
第3页：厂商积极布局3D IC
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芯片体积缩减，垫高技术“门槛”
面对新旧工艺的变革，Walter F Lange强调，武汉新芯会根据客户的需求以及企业运营的效益，借以安排新技术的研发顺序及投入资源，且会持续针对一些并不特别先进的生产工艺技术如65纳米工艺提供服务，因为部分客户及市场仍对此生产工艺有一定的需求。
武汉新芯(XMC)集成电路制造有限公司市场与销售资深副总经理Walter F Lange |
Walter F Lange还指出，芯片体积越来越小，对生产工艺的要求也越来越高，武汉新芯非常关注最新生产工艺技术的发展，例如XMC与Spansion共同研发的32纳米技术，便是这一领域的前沿工艺。武汉新芯目前拥有90纳米、65纳米和45纳米生产工艺技术，可提供12寸晶圆的生产服务，月产能为1万2千片。
封装追求轻薄及优良散热性
深圳市气派科技有限公司销售总监肖洪源 |
随着终端电子产品性能增强、功能增多及芯片变小的趋势，晶圆代工产业的下游封装环节也面临极大的技术挑战。深圳市气派科技有限公司销售总监肖洪源表示，通过技术研发和工艺改善来满足终端产品的需求，从材料的性能提升到封装形式的更薄、更小、散热更好及可靠性等，都是封装厂商不断在追求的目标。另外，通过提高生产效率和提升产品良率来降低生产成本，则是在市场竞争中胜出的关键。
为了实现上述目标，气派科技目前拥有高端自动装片机、热超声焊线机、自动切筋系统、自动测试分选机等设备，另外还与设备供应商一起组成项目团队，开发出获得国家发明专利的Qipai直插封装形式。
Qipai比DIP封装形式的体积减少了66%，符合终端产品轻薄化发展的趋势，同时成本优势明显且可兼容后端PCB手工作业。肖洪源表示，目前此封装技术已经在充电器、MCU、遥控玩具IC等产品上大量应用，气派科技还将于今年第二季度末推出LQFP和QFN封装形式。
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第3页：厂商积极布局3D IC
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厂商积极布局3D IC
整体而言，随着20纳米以下工艺技术的难度与投资剧增，部分业内厂商提出半导体产业将进入后摩尔定律时代(Post-Moore's Law)的看法，认为工艺技术微缩演进将趋缓，转而朝着2.5D/3D IC的系统单芯片(SoC)技术方向发展，且无论是采用2.5D硅中介层或是硅穿孔(TSV)技术，都是利用3D立体堆栈设计来延续摩尔定律。
目前国际晶圆代工大厂纷纷投入3D IC技术的研发之中，例如台积电于去年陆续以2.5D堆栈技术为FPGA大厂赛灵思(Xilinx)、Altera量产新产品，并与Altera采用CoWoS生产技术，共同开发出全球首颗整合多元芯片技术的3D IC测试芯片，将模拟、逻辑及内存等各种不同芯片堆栈组合在单一芯片上，有效降低了产品的功耗，并缩小了产品的尺寸，技术工艺将由28纳米推升到20纳米。
另一家晶圆代工大厂——联电则已取得IBM授权技术，正在开发20纳米的FinFET 3D晶体管技术，并与新加坡半导体封测厂星科金朋(STATS ChipPAC)合作开发TSV 3D IC技术。
此外，据了解，台湾后端封测厂商日月光集团已量产28纳米的2.5D技术相关封装产品，同时3D IC也将导入量产，日月光集团总经理兼研发长唐和明表示，高端产品朝2.5D/3D IC移转已是势在必行。此外，台湾封测大厂硅品也计划布建3D IC等先进技术的产能；力成科技股份有限公司已打造3D IC封测厂，预计明年正式量产。
对这一趋势，刘子明表示，预期市场竞争将日趋激烈，华力微电子对3D IC技术和市场的发展也在密切关注之中。整体而言，一方面半导体产业供应链正积极展开3D IC布局，但另一方面，随着工艺技术进入3D IC及20纳米世代，有能力迈进先进技术的IC设计业者将越来越少，且有能力提供代工服务的晶圆代工厂也会越来越少。先进工艺技术复杂性和研发资金这两道“门槛”将大幅提升，对于芯片商或晶圆代工厂商来说都是沉重的负担。可以预期的是，晶圆代工厂和IC设计厂商将展开更加紧密的合作，并且扩大供应链的垂直合作计划，包括电子设计自动化(EDA)工具供应商、IP供应商、半导体设备商和封测厂商等，将以共同分摊研发支出和风险的方式，展开新一轮的半导体产业链革新。
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