半導體前段製程與後段製程的差異：製程內容、設備、負責企業比較

半導體的製造大致分為前段製程與後段製程。前段製程是在矽晶圓上反覆進行薄膜沉積、曝光、蝕刻、離子佈植等，做出電晶體與導線的製程。後段製程是將完成的晶圓切成一顆顆晶片，組裝成封裝並與外部連接，經測試後出貨的製程。近年來，隨著小晶片等先進封裝的發展，介於兩者之間的製程也越來越重要。

項目	前段製程	後段製程
目的	在晶圓上做出電晶體與導線，完成電路	切割出晶片、組裝成封裝並與外部連接，成為可以出貨的產品
主要製程	清洗、氧化、薄膜沉積（CVD、PVD）、微影、蝕刻、離子佈植、熱處理、CMP、導線的形成	背面研磨、切割、黏晶、以打線接合或覆晶進行連接、樹脂封裝（模封）、打印、最終測試
處理單位	晶圓（直徑 300 mm 或 200 mm 等）	晶片（裸晶）與封裝
加工尺寸	奈米（nm）等級	主要為微米（µm）至毫米（mm）等級
製程步驟數與期間	依層數反覆進行同類製程。先進邏輯有一千個以上的步驟，光是前段製程就需要 3 個月以上	步驟數比前段製程少，期間也較短
主要設備	曝光機、蝕刻設備、薄膜沉積設備、離子佈植機、CMP 設備、清洗設備	切割機、黏晶機、打線機、模封設備、測試機（ATE）、分類機（handler）
作業環境	潔淨度非常高的無塵室	使用無塵室，但多半不要求像前段製程那樣的潔淨度
檢測	在製程途中進行外觀檢測，以及膜厚與尺寸的量測	晶圓測試（也有將其歸入前段製程最後階段的分法）、封裝後的最終測試，視需要進行預燒（burn-in）
負責企業	IDM 與晶圓代工	IDM 與 OSAT（後段製程的委外企業）。投入先進封裝的晶圓代工也在增加

數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。

適用於什麼情況

前段製程: 是決定晶片性能、耗電量與積體度的部分。是微縮競爭的核心，對曝光機等的投資也很龐大。
後段製程: 是保護晶片、散熱並與基板連接的部分。封裝的形式與連接方式，會影響產品的尺寸、散熱與訊號速度。
中段製程: TSV、微細的重佈線、凸塊的形成等，以晶圓的狀態將接近前段製程的技術用於封裝的製程，有時稱為中段製程（middle-end）。在小晶片與堆疊記憶體中越來越重要。

一般而言，到在晶圓上完成電路為止是前段製程，從將晶圓切割成晶片、組裝成封裝的製程開始是後段製程。每顆晶片的電性測試（晶圓測試）要歸入哪一邊，依公司與資料而異。

因為薄膜沉積、曝光、蝕刻等製程，要依電晶體與導線的層數反覆進行數十次。在先進邏輯半導體中，步驟多達一千個以上，從投入晶圓到前段製程結束需要 3 個月以上。

因為光靠微縮已難以持續提升性能，而透過小晶片與 3D 封裝，將多顆晶片高密度地排列或堆疊在同一個封裝中來提升性能的方法正逐漸普及。像在處理器旁堆疊記憶體的 HBM 這樣，後段製程的技術左右產品性能的例子越來越多。

是 Outsourced Semiconductor Assembly and Test 的縮寫，指承接後段製程組裝與測試的企業。從無晶圓廠企業或晶圓代工接收完成的晶圓，進行封裝與測試。

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正確答案：B. 前段製程是在晶圓上製作電路的製程，後段製程是切割出晶片並進行組裝、檢測的製程

前段製程是反覆進行薄膜沉積、微影、蝕刻、離子佈植等，在晶圓上製作電路的製程。後段製程則是將自晶圓切割出的晶片組裝成封裝、檢測後出貨的製程。設計是製造之前的另一個階段。近年來，在晶圓狀態下進行重佈線與晶片堆疊的先進封裝重要性提升，兩者的界線逐漸變得模糊。

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正確答案：B. 數個月（大致3個月以上）

在先進的邏輯半導體中，曝光、薄膜沉積、蝕刻等製程合計達上千個步驟，光是前段製程就需要3個月以上。再加上後段製程與測試，且興建新工廠需要2年以上，因此即使需求突然增加，供給也無法立刻增加，這是容易發生供需落差與缺貨的原因之一。1天無法完成眾多的製程，10年則太長了。

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正確答案：C. 因為小晶片（Chiplet）與先進封裝已成為提升系統效能的重要手段

在僅靠微縮已難以提升效能的情況下，將多個晶片高密度連接的先進封裝，成為提高效能與電力效率的手段。在AI用的半導體上，將HBM排列在處理器旁邊、以矽中介層（interposer）連接的2.5D封裝，其產能甚至左右了產品的供應量。後段製程並未變得不需要，成本也不是變成0。