各大廠商紛紛搶占先進(jìn)封裝市場

　　在過去很長一段時(shí)間內(nèi)，摩爾定律是集成電路發(fā)展的指明燈。但當(dāng)先進(jìn)制程進(jìn)入到了10nm時(shí)代后，摩爾定律的發(fā)展遇到了瓶頸，攻克下一代先進(jìn)工藝的成本成為了很多企業(yè)的壓力。這也意味著，集成電路依賴先進(jìn)工藝而實(shí)現(xiàn)性能提升的路受到了阻礙。先進(jìn)封裝由于能夠以更低的成本獲得更高的性能，滿足了集成電路市場的需求，而受到了業(yè)界的關(guān)注。

　　至此，先進(jìn)封裝的價(jià)值被釋放了出來。根據(jù)Yole的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，先進(jìn)封裝市場的收入預(yù)計(jì)將從2014年的200億美元增長到2025年的420億美元，從增長幅度上看，這幾乎是傳統(tǒng)封裝市場的三倍（先進(jìn)封裝的增長為6.1%，傳統(tǒng)封裝的增長為2.2%）。

　　先進(jìn)封裝巨大的市場前景，使得眾多廠商“瘋擁”至此，在他們“瘋狂”的投資下，先進(jìn)封裝成為了集成電路發(fā)展的風(fēng)潮之一。由此，封裝市場也出現(xiàn)了變革——Yole表示，封裝業(yè)務(wù)發(fā)生了模式轉(zhuǎn)變，除了傳統(tǒng)的OSAT和IDM廠商在發(fā)展先進(jìn)封裝，晶圓廠，基板/ PCB供應(yīng)商，EMS / ODM等以其他商業(yè)模式運(yùn)營的廠商也在向這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)軍。

　　晶圓廠是最大的挑戰(zhàn)者？

　　先進(jìn)封裝開始受到業(yè)界的矚目，是2015年臺積電憑借InFO封裝技術(shù)獨(dú)攬了蘋果的大單。在接下來的幾年中，臺積電接連推出了CoWoS、SOIC 3D等技術(shù)，來完善其在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的布局。為了進(jìn)一步擴(kuò)大其在先進(jìn)封裝上影響，今年8月，臺積電將其旗下SoIC、InFO及CoWoS 等3D IC技術(shù)平臺進(jìn)行了整合，并命名為3D Fabric。據(jù)臺積電介紹，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，3D Fabric提供了最大的彈性，整合邏輯chiplet、高帶寬內(nèi)存（HBM）、特殊制程芯片，可全方位實(shí)現(xiàn)各種創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。另外，據(jù)據(jù)日經(jīng)亞洲評論最新報(bào)道顯示，臺積電還正與谷歌等美國科技巨頭合作，開發(fā)新的芯片封裝技術(shù)。

　　從資本投入上看，在臺積電今年高達(dá)150億美元至160億美元的資本支出中有10%將用于先進(jìn)封裝。同時(shí)，據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道顯示，因應(yīng)南科產(chǎn)能擴(kuò)建，臺積電還將在南科興建3D封測新產(chǎn)線，并在龍?zhí)?、竹南持續(xù)擴(kuò)充先進(jìn)封測規(guī)模。據(jù)臺積電官網(wǎng)的最新信息顯示，他們目前有4座先進(jìn)的芯片封測工廠，新投產(chǎn)兩座之后，就將增加到6座。

　　三星將臺積電視為是其在晶圓代工上的對手，在臺積電憑借先進(jìn)封裝獲得紅利后，三星也開始向先進(jìn)封裝領(lǐng)域發(fā)起進(jìn)攻。與臺積電不同的是，三星選擇了從FOPLP和FOWLP兩個(gè)方面切入這個(gè)領(lǐng)域。2018年初，在韓國首爾舉辦的三星晶圓代工論壇上，三星公布了其封測領(lǐng)域的路線圖，就2.5D/3D封裝上來說，三星已經(jīng)可以提供I-Cube 2.5D封裝，2019年則會推出3D SiP系統(tǒng)級封裝。同時(shí)，三星宣布設(shè)立了“三星先進(jìn)晶圓代工生態(tài)系統(tǒng)”（Samsung Advanced Foundry Ecosystem，簡稱 SAFE），并強(qiáng)化主要客戶高通等的關(guān)系，提升成長引擎。

　　2019年10月，三星推出了12層3D-TSV（硅穿孔）技術(shù)。今年8月，三星又推出了其3D芯片先進(jìn)封裝技術(shù)，并將其命名為“eXtended-Cube”，簡稱“X-Cube”。

　　EMIB、高級接口總線（Advanced Interface Bus：AIB）、Foveros、Co-EMIB和Omni-Directional Interface則是英特爾針對先進(jìn)封裝領(lǐng)域所推出的相關(guān)技術(shù)。2018年12月，英特爾展示了名為“Foveros”的全新3D封裝技術(shù)，這是繼2018年英特爾推出突破性的嵌入式多芯片互連橋接（EMIB）封裝技術(shù)之后，英特爾在先進(jìn)封裝技術(shù)上的又一個(gè)飛躍。

　　英特爾在其2020年架構(gòu)日中，介紹了繼Foveros后又一新的先進(jìn)封裝技術(shù)，英特爾將之稱為是“混合結(jié)合（Hybrid bonding）”技術(shù)。英特爾的官方資料顯示，當(dāng)今大多數(shù)封裝技術(shù)中使用的是傳統(tǒng)的“熱壓結(jié)合（thermocompression bonding）”技術(shù)，混合結(jié)合是這一技術(shù)的替代品。這項(xiàng)新技術(shù)能夠加速實(shí)現(xiàn)10微米及以下的凸點(diǎn)間距，提供更高的互連密度、帶寬和更低的功率。

　　Yole在其報(bào)告中指出，從還在繼續(xù)進(jìn)行10nm以下工藝研發(fā)的廠商中看，異構(gòu)集成和先進(jìn)封裝技術(shù)已經(jīng)成為了他們路線圖中重要的一部分。Yole在其報(bào)告中表示：“當(dāng)前很多正在開發(fā)的高端、低端芯片都在采用各種各樣的多芯片封裝（multi-die packaging ：系統(tǒng)級封裝）。這些設(shè)計(jì)將滿足與異構(gòu)集成有關(guān)的性能以及更緊迫的生產(chǎn)需求?！?/p>

　　除了這些晶圓代工廠外，UMC，SMIC，Global Foundries和XMC等其他代工廠也正在投資先進(jìn)的封裝技術(shù)。

　　據(jù)UMC官網(wǎng)顯示，公司具有豐富的晶圓凸塊、打線、堆疊式芯片、晶圓級等封裝專業(yè)一站式服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，具備認(rèn)證合格的 2.5D、3DIC 與扇出型晶圓級封裝解決方案，可滿足先進(jìn)封裝需求。

　　從中國大陸晶圓代工廠的進(jìn)展上看，SMIC以前是通過與其他廠商合作來推進(jìn)先進(jìn)封裝的發(fā)展。但根據(jù)日亞評論的消息顯示，近期，SMIC也正在尋求建立類似的先進(jìn)芯片封裝能力，并訂購了相關(guān)設(shè)備以運(yùn)行小型先進(jìn)封裝生產(chǎn)線。XMC則能夠?yàn)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/圖像傳感器/" target="_blank">圖像傳感器和高性能應(yīng)用提供3D IC TSV封裝方案。

　　OSAT廠商的先進(jìn)封裝實(shí)力

　　從先進(jìn)封裝的技術(shù)上看，先進(jìn)封裝包括倒裝芯片（FC）、硅通孔（TSV）、嵌入式封裝（ED）、扇入（Fan-in）/扇出（Fan-out）型晶圓級封裝、系統(tǒng)級封裝（SiP）等。而通過上述的盤點(diǎn)，我們不難發(fā)現(xiàn)，晶圓代工廠大都在Fan-out等先進(jìn)封裝上占有先發(fā)優(yōu)勢。這些新技術(shù)出現(xiàn)在市場當(dāng)中，也被業(yè)界認(rèn)為是沖擊了原由傳統(tǒng)OSAT廠商占有的市場。

　　但實(shí)際上，類似ASE / SPIL，Amkor和JCET也正在投資各種先進(jìn)的SiP和Fan-out技術(shù)，尤其是在SiP方面，傳統(tǒng)的封測廠商仍是占據(jù)著主要市場。

　　對此，行業(yè)專家指出，晶圓代工廠與傳統(tǒng)OSAT廠商還存在著一些差異。在2.5D和3D技術(shù)中涉及到許多中道封裝（這實(shí)際上是前道封裝的一種延續(xù)），晶圓廠在前道環(huán)節(jié)具有技術(shù)優(yōu)勢，因此，他們更容易從2.5D和3D技術(shù)上進(jìn)行切入。而后道封裝廠商的優(yōu)勢則在于異質(zhì)異構(gòu)的集成，因此，傳統(tǒng)OSAT廠商在SiP方面更具優(yōu)勢。

　　從各大OSAT廠商在先進(jìn)封裝的實(shí)力上看，根據(jù)OSAT龍頭日月光官網(wǎng)的消息中看，公司所能提供的先進(jìn)封裝包含系統(tǒng)級封裝（System in Package， SiP）、立體封裝（2.5D & 3D IC Packaging）、扇出型封裝（Fan Out Packaging）、微機(jī)電與感測元件封裝（MEMS and Sensor Packaging）等。

　　其中，日月光在SiP方面投入，為其帶來了豐碩成果。據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示，日月光2019年?duì)I收25億美元，年增13%，其中SiP貢獻(xiàn)了2.3億美元，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了公司之前訂下的每年（SiP項(xiàng)目）營收1億美元的“小目標(biāo)”。

　　安靠（Amkor）也是致力于先進(jìn)封裝領(lǐng)域發(fā)展的玩家之一。根據(jù)安靠2019年的財(cái)報(bào)會議內(nèi)容顯示，當(dāng)前有來自各個(gè)市場的客戶都在利用Amkor先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型化，提高性能與可靠性并降低系統(tǒng)成本。這些對高級封裝（特別是高級SiP封裝）的需求增長推動了公司在2019年下半年的大部分收入增長。據(jù)悉，安靠SiP封裝在消費(fèi)類和汽車市場上已站穩(wěn)腳跟，同時(shí)在智能手機(jī)市場上表現(xiàn)出了封裝行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。

　　從中國大陸方面上看，封測是我國集成電路產(chǎn)業(yè)中發(fā)展比較完善的一個(gè)領(lǐng)域。長電科技、華天科技與通富微電是我國在封測領(lǐng)域的佼佼者，從他們的發(fā)展情況中看，這些企業(yè)也逐漸參與到了先進(jìn)封裝上的競爭中來。

　　據(jù)長電科技2019年的年報(bào)顯示，先進(jìn)封裝已成為其營收的主要來源，其先進(jìn)封裝技術(shù)包括 SiP、WL-CSP、FC、eWLB、PiP、PoP及開發(fā)中的2.5D/3D 封裝等。從長電科技的布局中看，其目前重點(diǎn)發(fā)展的是封裝技術(shù)包括，SiP封裝（包括應(yīng)用于5G FEM的SiP）、應(yīng)用于Chiplet SiP的 2.5D/3D封裝以及晶圓級封裝。今年，長電科技還實(shí)現(xiàn)了雙面封裝SiP產(chǎn)品的量產(chǎn)，推動了其封裝技術(shù)向消費(fèi)領(lǐng)域發(fā)展。

　　今年8月，長電科技科技發(fā)布公告稱，公司計(jì)劃再募資50億，投入先進(jìn)封裝研發(fā)，以進(jìn)一步發(fā)展SiP、QFN、BGA等封裝能力。

　　近年來，華天科技則在南京、昆山工廠等地對先進(jìn)封裝領(lǐng)域做出了布局，涉及了WLCSP、TSV、Bumping、Fan-out、FC等多個(gè)技術(shù)。據(jù)悉，華天科技2020年上半年在先進(jìn)封裝方面的研發(fā)費(fèi)用達(dá)2億元，同比增長15.41%，占營業(yè)收入比例為5.4%。從其動作上看，今年7月，華天科技（南京）有限公司集成電路先進(jìn)封測產(chǎn)業(yè)基地（一期）項(xiàng)目正式投產(chǎn)。此外，據(jù)證券日報(bào)報(bào)道顯示，進(jìn)入下半年，華天科技總投資超9億元的昆山擴(kuò)建項(xiàng)目建設(shè)也進(jìn)入了沖刺階段。同時(shí)，晶圓級傳感器封裝技術(shù)、扇出型封裝技術(shù)、三維系統(tǒng)互連技術(shù)將達(dá)到世界先進(jìn)水平，中高端封裝占銷售比例提高到50%以上。

　　通富微電則擁有Bumping、WLCSP、FC、BGA、SiP等先進(jìn)封測技術(shù)。據(jù)中國電子報(bào)的消息顯示，2020年上半年，通富微電在2D、2.5D封裝技術(shù)研發(fā)上取得突破，Si Bridge封裝技術(shù)研發(fā)拓展，Low-power DDR、DDP封裝技術(shù)研發(fā)取得突破。

　　可以看出，雖然晶圓代工廠和傳統(tǒng)OSAT廠商在發(fā)展先進(jìn)封裝上各具優(yōu)勢，但這兩者都在向更多的方向進(jìn)行拓展，或許未來這些廠商之間的競爭會變得更加激烈。

　　FOPLP為基板/PCB供應(yīng)商提供機(jī)會

　　除了晶圓代工廠和OSAT廠商外，SEMCO（三星電機(jī)），Unimicron，AT＆S，Shinko等IC基板和PCB制造商也正在向高級封裝領(lǐng)域進(jìn)行拓展，面板級扇出封裝和有機(jī)基板中的嵌入式die（和無源芯片）為他們提供了機(jī)會。

　　眾所周知，晶圓級扇出封裝（FOWLP）和面板級扇出封裝（FOPLP）是扇出型封裝的兩大發(fā)展方向。而由于面板級扇出封裝的技術(shù)門檻較高，與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還沒有確定，因此也為其推廣造成了一定難度。但從另外一方面來看，如果突破了這些難點(diǎn)，那么相比于晶圓級扇出封裝，面板級扇出封裝則會帶來更大的成本效益。

　?。?00mm 晶圓和面板上芯片數(shù)量的對比。 來源： STATS ChipPAC， Rudolph）

　　從上圖中便可以看出，面板級扇出封裝在“晶圓”形狀上發(fā)生了改變。而正是這種方形的形狀，為PCB等廠商帶來了機(jī)遇。由于標(biāo)準(zhǔn)的不確定導(dǎo)致面板尺寸五花八門，所以與之相關(guān)的設(shè)備也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但市場上也有設(shè)備能夠支持板級封裝中的各種工藝——對于某些面板制造工藝（電鍍、物理氣相沉積PVD、模塑、芯片貼裝和劃片等）可以采用來自PCB、平板顯示或LCD產(chǎn)業(yè)的設(shè)備來進(jìn)行生產(chǎn)。因此，基板/PCB供應(yīng)商也有了切入先進(jìn)封裝的機(jī)會。

　　據(jù)麥姆斯咨詢2018年的報(bào)告顯示，三星電機(jī)（SEMCO）可能是最激進(jìn)的：他們過去兩年來在該領(lǐng)域投資超過4億美元，并最終利用該技術(shù)為其新款消費(fèi)類產(chǎn)品——Galaxy Watch智能手表生產(chǎn)集成應(yīng)用處理器單元（APU）。

　　EMS/ODM加入競爭賽道

　　根據(jù)Yole的報(bào)告顯示，Google，Microsoft，F(xiàn)acebook，阿里巴巴等軟件公司正在設(shè)計(jì)自己的處理器，以控制系統(tǒng)級集成和定制以及供應(yīng)鏈直至組裝和封裝級。富士康和捷普等EMS廠商正在投資組裝和封裝能力，以將價(jià)值鏈上移至更高利潤的業(yè)務(wù)。這些廠商的加入也為先進(jìn)封裝領(lǐng)域帶來了一絲不同的氣息。

　　從市場情況中看，類似于Google，Microsoft，F(xiàn)acebook，阿里巴巴等企業(yè)在發(fā)展先進(jìn)封裝的進(jìn)程上往往偏向于合作的方式。這其中就包括Google向臺積電伸出了橄欖枝，共圖在SoIC上取得突破。

　　此外，阿里巴巴達(dá)摩院發(fā)布的《達(dá)摩院2020十大科技趨勢》中也提到了先進(jìn)封裝的重要性，報(bào)告中指出，模塊化降低芯片設(shè)計(jì)門檻是一種趨勢，其中，chiplet的模塊化設(shè)計(jì)方法就是采用先進(jìn)封裝的方式將不同功能“芯片模塊”封裝在一起，通過簡化設(shè)計(jì)從而加快了芯片的交付。

　　這些企業(yè)對于先進(jìn)封裝上的支持，促進(jìn)了這個(gè)行業(yè)的發(fā)展。另外一方面，富士康和捷普等EMS廠商則是選擇更為直接地加入到了先進(jìn)封裝的賽道中。

　　其中，富士康的表現(xiàn)尤為積極。其在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的布局也被視為是“富士康3.0”轉(zhuǎn)型升級中的重要角色。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道顯示，鴻海董事長劉揚(yáng)偉也曾在財(cái)報(bào)會議上表示，針對半導(dǎo)體領(lǐng)域，公司除了布局半導(dǎo)體3D封裝外，也在切入面板級封裝（PLP），與系統(tǒng)級封裝（SiP）。根據(jù)半導(dǎo)體風(fēng)向標(biāo)所記錄的鴻海財(cái)報(bào)電話會議的內(nèi)容顯示，目前，鴻海已經(jīng)具備了進(jìn)行SiP的能力，鴻海旗下訊芯科技控股股份有限公司就是一家專業(yè)系統(tǒng)模組的封裝測試公司，所以SiP對鴻海來說并不陌生。而在先進(jìn)封裝方面，公司則計(jì)劃將在成都建立一些先進(jìn)的封裝能力。其目標(biāo)是在2021年底到2022年，擁有這樣的封裝產(chǎn)品。另外，今年7月，富士康計(jì)劃在青島建設(shè)的先進(jìn)芯片封裝與測試工廠也已破土動工，據(jù)悉，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2021 年投產(chǎn)，2025 年達(dá)到全產(chǎn)能目標(biāo)，其目標(biāo)鎖定5G 通訊和人工智能芯片封測項(xiàng)目。

　　結(jié)語

　　瘋狂的市場吸引著同樣瘋狂的廠商，以不同業(yè)務(wù)模式進(jìn)行運(yùn)營的廠商紛紛進(jìn)入到了先進(jìn)封裝領(lǐng)域，不僅為這個(gè)市場帶來了活力，也為這個(gè)市場帶來了挑戰(zhàn)。如何在未來競爭激烈的先進(jìn)封裝市場中立足，也是這些廠商需要冷靜思考的事情。
責(zé)任編輯：YYX