人工智慧 (AI)、高效能運算 (HPC) 與邊緣運算的快速發展，正驅動全球半導體產業邁向新一波技術革命。面對運算效能、資料傳輸頻寬與能源效率需求持續攀升，過去單純依賴電晶體微縮以延續摩爾定律的發展模式，已逐漸面臨物理極限、功耗增加及製造成本高漲等挑戰。在此趨勢下，先進封裝與異質整合技術已成為提升晶片效能、整合多元功能及推動系統級創新的關鍵核心，更被視為引領下一世代半導體發展的重要引擎。

《科儀新知》247 期特別策劃「3D IC 異質整合先進封裝製程與檢測技術」專題，邀請國立陽明交通大學國際半導體學院 – 陳冠能院長擔任客座主編，邀集產學研各界專家共同執筆，內容涵蓋前瞻技術藍圖、設計平台、關鍵材料、製程技術、量測檢測及失效分析等核心議題，全面解析 3D IC 異質整合的最新技術發展、關鍵挑戰與未來應用趨勢，期望為讀者提供兼具深度與前瞻性的技術觀點。

本期「人物專訪」特別邀請早在二十多年前便前瞻洞察 3D 封裝與「系統級微縮 (system scaling) 」發展趨勢的重要推手 – 國立陽明交通大學副校長孫元成教授接受專訪，分享他從早期氫原子鈍化機制研究，到帶領研發團隊跨越技術量產「死亡之谷」的寶貴歷程。孫副校長前瞻性地指出，未來的半導體發展必須仰賴「3D×3D」的系統級微縮 (system scaling) 架構，亦即在元件本體持續微縮的同時，結合異質整合的 3D IC 技術，進一步實現輕薄短小、高速運算與低功耗兼具的最佳效能表現。

「3D IC 異質整合先進封裝製程與檢測技術」專題文章上，在學界與新創團隊邁入先進封裝領域時，往往面臨極高的成本與技術門檻。為此，國研院台灣半導體中心 (TSRI) – 吳伯昌組長：「2.5D/3D 異質整合封裝與 TSRI CoCoB 平台技術」詳細介紹了台灣半導體研究中心所開發的 CoCoB (Chip on Chip on PCB) 異質整合平台。該平台建構於 0.18 μm CMOS 製程之上，並導入 Backside TSV、標準化設計規則與 EDA 驗證流程，為學術界提供了一個可靈活整合數位、類比及感測器等不同功能晶片的實作場域，大幅加速次世代系統原型的開發

本期封面圖採用國研院台灣半導體研究中心 (TSRI) CoCoB (Chip on Chip on PCB) 異質整合平台之整合範例。CoCoB 平台以 2.5D/3D 先進封裝技術為核心，結合矽中介層、背面矽穿孔 (through-silicon via, TSV)、微凸塊與 PCB 系統整合，支援不同功能晶片於同一封裝架構中進行高密度互連與系統級驗證。相較於傳統單晶片或平面式封裝架構，CoCoB 平台具備小量多樣、彈性整合與實驗驗證友善等特色，可協助學研團隊降低先進封裝導入門檻，加速 AIoT、智慧感測、高速通訊與次世代系統晶片之原型開發。相關成果展現 TSRI 在異質整合封裝、EDA 驗證流程與學研服務平台建置上的完整布局，並突顯 CoCoB 作為連結晶片設計創新與系統實作驗證之關鍵技術平台。

隨著封裝結構立體化，化學材料不再僅是製程耗材，而是決定良率與可靠度的關鍵夥伴。長春人造樹脂廠股份有限公司-陳厚福總經理等人：「從製程演進解析先進封裝所需材料與化學品及其供應鏈角色」中深入剖析了先進封裝製程中的關鍵材料與化學品需求，包含應對高深寬比結構的光阻材料、確保無空洞填銅的電鍍液，以及兼顧高導熱與低應力的封裝樹脂等。文章亦指出，在全球 ESG 永續趨勢下，溶劑的回收純化與低碳材料設計，已成為供應鏈轉型的重要指標。

堆疊製程的層數增加，使得任何單一節點的微小缺陷都可能導致最終產品失效。辛耘企業股份有限公司 – 洪堂欽協理：「異質整合之先進封裝製程參數與檢測量測方法」探討了 3D IC 先進封裝的製程參數與檢測量測方法，詳細說明 TSV 蝕刻、晶圓薄化、暫時性接合與剝離 (TBDB) 等關鍵技術的工程挑戰。更重要的是，文章強調應結合 IR/NIR 隱裂檢測、3D AOI 及 X-ray 等非破壞性檢測技術，建立「製程 – 量測 – 資料回饋」的閉迴路機制，以有效攔截缺陷並提升堆疊良率。

先進封裝的高密度互連與多層異質材料堆疊，讓失效機制變得極為複雜隱蔽。閎康科技股份有限公司研發中心 – 邱珮如專案管理副理：「先進封裝失效分析之核心挑戰與整合檢測流程：從系統定位到 TKD 奈米晶體驗證」系統性地介紹了一套整合型的失效分析流程：首先利用 EMMI 或 OBIRCH 進行電性熱點定位，接著透過 Nano-CT 及超音波掃描 (SAM) 進行非破壞性結構透視，最後搭配精準的離子束剖面 (PFIB) 與微觀物理分析。文章特別強調了 TKD (透射菊池繞射) 奈米晶體驗證技術，其突破了傳統 EBSD 的解析度極限，成為驗證次微米混合鍵合 (如奈米晶銅 nc-Cu) 界面品質的決定性工具。

面對 kW 級 AI 模組的散熱與頻寬極限，碳化矽 (SiC) 與玻璃基板成為材料革命的焦點。鼎極科技 – 錢俊逸營運長：「超快雷射加速 3D IC 先進封裝與異質整合技術」探討了超快雷射技術在先進封裝中的應用，超快雷射具備「冷燒蝕」特性，能精準在硬脆的 SiC 與玻璃上進行微加工，避免傳統機械加工造成的熱應力與微裂紋。這項技術不僅優化了 GPU/HBM 架構的散熱能力，更推動了玻璃通孔 (TGV) 於光電共封裝 (CPO) 的應用，引領全光電整合的新紀元。

針對 AI 運算平台極端嚴苛的熱管理需求，國立陽明交通大學國際半導體產業學院 – 陳俊豪助理教授團隊：「先進封裝熱界面材料的發展現況與趨勢」則回顧了先進封裝熱界面材料的發展現況與趨勢。文章指出，為了降低總熱阻，封裝架構正由傳統的 TIM1/TIM2 雙層設計，逐漸向簡化熱傳路徑的 TIM1.5 架構演進。同時，研究重心也從傳統的高分子導熱膏，轉向具備更高本質熱導率的金屬型 TIM (如低熔點銲錫合金、鎵基液態金屬與銦預成型片)，並探討了介金屬化合物 (IMC) 生成對界面熱阻與長期可靠度的深遠影響。

「科儀專欄」上，國立陽明交通大學生物醫學工程學系 – 劉承揚教授在「超微型電磁強健光纖光學麥克風」提出一種結合 Fabry-Perot 光學干涉腔與水凝膠振膜的超微型光纖光學麥克風，透過可調式水凝膠材料實現高靈敏度、寬頻響應及優異的抗電磁干擾能力，感測頭尺寸僅約 125 μm × 170 μm。實驗結果顯示，其於 100 Hz 至 10 kHz 頻段具有穩定線性響應，最高靈敏度可達 410 mV/Pa，兼具微型化、低成本、低功耗及高整合性等優勢，可廣泛應用於人工電子耳、助聽器、醫療器材及消費性電子等高性能聲學感測領域。

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