半導體之所以為高科技是因為它能不斷的創(chuàng)造新經(jīng)濟價值。過去依賴的是摩爾定律此單一因素，現(xiàn)在制程微縮的進程已漸遲緩，產(chǎn)業(yè)需新的經(jīng)濟價值創(chuàng)造典范。

比較象征性的是半導體界過去奉為圭臬的ITRS(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductor)在2016年已悄然劃下休止符，取而代之的是由IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers；電機電子工程學會)和SEMI(SemiconductorEquipmentandMaterialsInternational；國際半導體設(shè)備及材料協(xié)會)共同支持的HIR(HeterogeneousIntegrationRoadmap；異質(zhì)整合路線圖)。

在進入HIR詳細的內(nèi)容前，要強調(diào)一個產(chǎn)業(yè)有共同目標、標準的重要性。工業(yè)4.0是現(xiàn)在許多先進國家戮力以求的產(chǎn)業(yè)升級方案，但是在半導體產(chǎn)業(yè)，有許多工業(yè)4.0的內(nèi)容早己實施在12吋廠的運作結(jié)構(gòu)上，這是由于在上世紀90年代當產(chǎn)業(yè)規(guī)劃12吋廠的未來時，半導體產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)已共同對產(chǎn)業(yè)的未來摹畫藍圖、制訂標準?？梢杂脕硐鄬φ盏氖轻t(yī)療產(chǎn)業(yè)，醫(yī)療設(shè)備由GPS(GE、Philips、Siemens)三大家各據(jù)山頭，設(shè)備有各自的介面和軟體，醫(yī)療產(chǎn)業(yè)要達到工業(yè)4.0乃至于人工智慧的應用，就好比《詩經(jīng)》蒹葭中的句子：道阻且長。

HIR的目標訂的高遠，雖然詳細的路線途還未制定出爐。HIR的共同主席BillBottoms說在自2016~2031年的15年間，每單位功能的成本將下降10,000倍，設(shè)計周期短、成本下降；而在系統(tǒng)層面，功能密度與功耗的改善會達1,000倍，這真是雄心壯志！15年的期間在過去的摩爾定律中大概是10個技術(shù)節(jié)點，過去的經(jīng)驗值是每個技術(shù)節(jié)點成本下降大約30%，10個技術(shù)節(jié)點成本的下降也不過是32倍，顯然HIR的愿景有常人所不及見之處。但是HIR的目標是維持半導體產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)造新經(jīng)濟價值是毋庸置疑的事。能這樣做，半導體還是高科技產(chǎn)業(yè)。

HIR總計有22個工作組，可以歸類在四大范疇下：HIforMarketApplications、HeterogeneousIntegrationComponents、CrossCuttingTopics和IntegrationProcess，這四大范疇下再細分幾個工作組。從這個議題組織的方法，可以看出與過去的ITRS精神上有很大的差異。這22個工作組中有些與過去ITRS中的名稱是相同的，譬如Test、Interconnect、EmergingResearchDevices等，但它組織的方法完全不同，意涵也完全不同。ITRS的單一主軸是制程節(jié)點，所有16個子項目都是為此單一主軸實施的配合。而HIR分四個不同范疇，而各范疇中的各子項目雖然置于同一范疇下，但其實差異不小。

從單一價值增長方式變成多元價值增長方式，對于一個產(chǎn)業(yè)來說近乎典范轉(zhuǎn)移。典范轉(zhuǎn)移的時刻，也是產(chǎn)業(yè)秩序與強弱重新洗牌的時刻。特別是競爭的不是單一軸線而是多元價值，有機會在各個小生態(tài)區(qū)產(chǎn)生局部的最適應者，沒有一個公司可以涵蓋這所有的小生態(tài)區(qū)，因而這也是后進者重新定位取利的時刻。

IEEE和SEMI共同支持的HIR(HeterogeneousIntegrationRoadmap；異質(zhì)整合路線圖)的第1個范疇HIforMarketApplications中包括6項：Mobile、IoT、MedicalandHealth&Wearables、Automotive、HighPerformanceComputingandDataCenter以及AerospaceandDefense。這個范疇的綱目本身就引人注目，過去從來沒有在技術(shù)路線圖中去涉及應用的。

半導體的應用總是半導體技術(shù)及其所制作的器件走到那，系統(tǒng)的廠商就用到那。這次讓應用來誘發(fā)半導體的價值成長，極具創(chuàng)新思維。但這范疇列在HIR中，卻也算不得新發(fā)明，因為事實已先發(fā)生了。拿HighPerformanceComputingandDataCenter為例，在這個項目中，云端和云端基礎(chǔ)設(shè)施的大公司早就紛紛設(shè)立自屬的設(shè)計公司，像Google、Apple、中興通訊、華為等都有自己專屬的設(shè)計公司，而且成長迅速，現(xiàn)在還有其他公司會陸續(xù)加入。有半導體公司說要「以芯養(yǎng)云」，我的看法是方向反了，應該是「以云養(yǎng)芯」，有許多成功的實例為證。由應用端向半導體方向注入新價值并且垂直整合價值鏈這個趨勢，設(shè)計公司要注意了。

第2個范疇是HeterogeneousIntegrationComponents，這范疇包括6個子項目Single-ChipandMulti-ChipPackaging(includingSubstrates)、IntegratedPhotonics、IntegratedPowerElectronics、MEMS&SensorIntegration、RFandAnalogMixed-SignalDesign與Co-DesignandSimulation–Tools&Practice。

除了第1和第6個項目是HIR整合方向內(nèi)容的核心，比較偏向技術(shù)項目外，第2項的矽光子是最常被稱述的。將原來獨立的光子器件，整合到矽芯片之中。對于高效能計算和通訊，它同時帶來速度、能耗、體積等各方面的優(yōu)勢，使得設(shè)備和設(shè)備之間—譬如個人電腦和資料中心—不必再另設(shè)光/電、電/光的轉(zhuǎn)換。光的傳輸是電的100倍，而且光傳輸近乎無能耗，這些都將貢獻到前述的經(jīng)濟價值創(chuàng)新倍數(shù)之中。

第3項的功率晶體整合更早是勢在必行，功率晶體的銷售很早就是以模組的方式銷售，這樣才能與應用端更緊密結(jié)合，現(xiàn)在更進一步要整合入單一封裝之內(nèi)。這些原來單價不高的離散器件變成價格不斐的功能模組自然是增加半導體的價值。這個模式很早就存在，例如在手機發(fā)展的早期，其中的記憶體叫Combo，基本上就是將pseudoSRAM(DRAM裝成SRAM介面)與NORFlash封裝在一塊，其價格遠勝于二者之和。

第4項將感測器和致動器放在一塊，說不定邊緣計算的MCU也會進來，這是AIoT的應用；第5項將射頻、類比與混合訊號整合，當然是通訊的應用。這二者的增加價值方式也雷同，也充滿挑戰(zhàn)－每一功率晶體的散熱都是問題，何況放在一塊？

第3個范疇CrossCuttingTopics有點像是大雜燴，包括Materials&EmergingResearchMaterials、EmergingResearchDevices、Interconnect、Test、SupplyChain與Security(Cyber)。除了新材料和新器件外，也有ITRS中舊有的項目如Interconnect、Test等，這些因為異質(zhì)整合的需求而產(chǎn)生新的意義，你怎么測試于同一封裝內(nèi)這么多效能各異的各個芯片及其整合功能？

第4個范疇IntegrationProcesses才是核心技術(shù)，包括SiP、3D+2.5D、WLP(faninandfanout)，名字都耳熟能詳，而且已開始進入產(chǎn)業(yè)界。特別值得一提的是第3項中的FanOutWaferLevelPackaging(FOWLP)，這個技術(shù)依賴于芯片制程中的線路重配置層(redistributionlayer)的先行設(shè)計，讓芯片設(shè)計、制造與封裝測試有直接的連結(jié)。如果FOWLP成為器件主要的價值增加方法之一，你猜晶圓廠還是封裝廠會將此核心競爭能力囊括入內(nèi)？許多記憶體廠開始擴充后段能力已是現(xiàn)在進行式。

異質(zhì)整合由于價值產(chǎn)生的方式與以往大異其趣，而價值鏈區(qū)段的整合也會有所改變，像從應用端整合至芯片設(shè)計、從晶圓制造端整合進后段封裝等，整個產(chǎn)業(yè)分工將有大幅改變。

再舉一個例子，3Dmonolithicstacking這個新興的技術(shù)最常提的例子是將CPU與記憶體整合在一起，以后專精于邏輯制造或記憶體制造的公司能夠取得上位嗎？或者二者兼具的公司才更如行走灶腳？如果是后者，邏輯代工與記憶體還要如此涇渭分明嗎？

如果異質(zhì)整合真將成為新的價值產(chǎn)生模式，價值鏈的樣態(tài)和組合排列勢將大幅改變，產(chǎn)業(yè)和廠商要早為之計！