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前言 ? 后摩爾時(shí)代，芯片制造面臨物理極限與經(jīng)濟(jì)效益邊際提升雙重挑戰(zhàn)，先進(jìn)封裝在提高芯片集成度、電氣連接以及性能優(yōu)化的過程中扮演了更重要角色，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)受益于此輪技術(shù)革新。 ?
封裝技術(shù)發(fā)展歷程
封裝技術(shù)的發(fā)展需要滿足電子產(chǎn)品小型化、輕量化、高性能等需求，因此，封裝朝小型化、多引腳、高集成目標(biāo)持續(xù)演進(jìn)。 封裝有多種分類方法： 1)?按材料可以劃分為:金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝等； 2)?按照和PCB板連接方式分為: PTH封裝、SMT封裝 ; 3)?按照封裝外型可分為: SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP 等。 ?
前封裝歷史主要按封裝技（是否焊線）將封裝工藝分為傳統(tǒng)封裝與先進(jìn)封裝。傳統(tǒng)封裝的基本連接系統(tǒng)主要采用引線鍵合工藝，先進(jìn)封裝指主要以凸點(diǎn)(Bumping)方式實(shí)現(xiàn)電氣連接的多種封裝方式，旨在實(shí)現(xiàn)更多 I/O 、更加集成兩大功能。 ?
▲資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)
千際投行 Yole ? 封裝歷史發(fā)展大概分為五階段，當(dāng)前，全球封裝行業(yè)的主流技術(shù)處于以 CSP、BGA 為主的第三階段，并向以系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)、倒裝焊封裝(FC)、芯片上制作凸點(diǎn) (Bumping)為代表的第四階段和第五階段封裝技術(shù)邁進(jìn)。 ?
▲資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Yole ? 傳統(tǒng)封裝與先進(jìn)封裝間并不存在絕對(duì)的優(yōu)劣之分與替代關(guān)系，下游應(yīng)用端對(duì)高算力、集成化的需求提升致使先進(jìn)封裝技術(shù)成為未來發(fā)展趨勢(shì)。
先進(jìn)封裝形式發(fā)展
先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以分解為3個(gè)分向量： （1）功能多樣化：封裝對(duì)象從最初的單裸片向多裸片發(fā)展，一個(gè)封裝下可能有多種不同功能的裸片； （2）連接多樣化：封裝下的內(nèi)部互連技術(shù)不斷多樣化，從凸塊（Bumping）到嵌入式互連，連接的密度不斷提升； （3）堆疊多樣化：器件排列已經(jīng)從平面逐漸走向立體，通過組合不同的互連方式構(gòu)建豐富的堆疊拓?fù)?。先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展延伸和拓展了封裝的概念，從晶圓到系統(tǒng)均可用“封裝”描述集成化的處理工藝。 ?
▲資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Yole ?
半導(dǎo)體產(chǎn)品在由二維向三維發(fā)展，從技術(shù)發(fā)展方向半導(dǎo)體產(chǎn)品出現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）等新的封裝方式，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法出現(xiàn)了倒裝、凸塊、晶圓級(jí)封裝、2.5D封裝、3D封裝（TSV）等先進(jìn)封裝技術(shù)。 ? 主流先進(jìn)封裝形式介紹 ? WLP（晶圓級(jí)封裝）
▲資料來源：SK Hynix，中金公司研究部 ?
3D IC（立體封裝） ? 3D IC的初期型態(tài)是在封裝級(jí)別依靠傳統(tǒng)互連方法（鍵合/倒裝）實(shí)現(xiàn)垂直堆疊。與2.5D不同的是，3D通常含有芯片或器件之間的堆疊。 ? ?
? ▲資料來源：Semiconductor Engineering，中金公司研究部
? SiP（系統(tǒng)級(jí)封裝） ? SiP是將多個(gè)具有不同功能的有源電子元件（通常是裸芯片）、無源器件及其他器件（MEMS或光學(xué)器件等）構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)，并將多個(gè)系統(tǒng)組裝到一個(gè)封裝體內(nèi)部，使其成為一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)一定功能的單體封裝件。從連接方式上看，倒裝、扇出型和嵌入式（Embedded Die）是實(shí)現(xiàn)SiP的三條常見技術(shù)路線。 ?
▲資料來源：Yole Development，中金公司研究部 ? Chiplet（芯粒） ? Chiplet是將單顆SOC芯片的各功能區(qū)分解成多顆獨(dú)立的芯片，并通過封裝重新組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。 ?
▲資料來源：AMD官網(wǎng)，中金公司研究部 ?
先進(jìn)封裝發(fā)展趨勢(shì)與競(jìng)爭(zhēng)格局
1、集成電路進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”，先進(jìn)封裝作用突顯
“后摩爾時(shí)代”制程技術(shù)突破難度較大，工藝制程受成本大幅增長(zhǎng)和技術(shù)壁壘等因素上升改進(jìn)速度放緩。由于集成電路制程工藝短期內(nèi)難以突破，通過先進(jìn)封裝技術(shù)提升芯片整體性能成為了集成電路行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
?2、先進(jìn)封裝將成為未來封測(cè)市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)
在芯片制程技術(shù)進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”后，先進(jìn)封裝在高端邏輯芯片、存儲(chǔ)器、射頻芯片、圖像處理芯片、觸控芯片等領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。 根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，全球先進(jìn)封裝在集成電路封測(cè)市場(chǎng)中所占份額將持續(xù)增加。與此同時(shí)，Yole 預(yù)測(cè)2019年至2025年全球傳統(tǒng)封裝年均復(fù)合增長(zhǎng)率僅為1.9%，增速遠(yuǎn)低于先進(jìn)封裝。
▲圖源：Yole
3、系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）是先進(jìn)封裝市場(chǎng)增長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿?/strong>
系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品靈活度大，研發(fā)成本和周期遠(yuǎn)低于復(fù)雜程度相同的單芯片系統(tǒng)（SoC）。 根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) Yole 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年全球系統(tǒng)級(jí)封裝規(guī)模為134億美元，占全球整個(gè)封測(cè)市場(chǎng)的份額為23.76%，并預(yù)測(cè)到2025年全球系統(tǒng)級(jí)封裝規(guī)模將達(dá)到188億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 5.81%。
▲圖源：Yole 在系統(tǒng)級(jí)封裝市場(chǎng)中，倒裝/焊線類系統(tǒng)級(jí)封裝占比最高，2019年倒裝/焊線類系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模為122.39億美元，占整個(gè)系統(tǒng)級(jí)封裝市場(chǎng)的91.05%。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2025年倒裝/焊線類系統(tǒng)級(jí)封裝仍是系統(tǒng)級(jí)封裝主流產(chǎn)品，市場(chǎng)規(guī)模將增至171.77億美元。 根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，未來5年，系統(tǒng)級(jí)封裝增長(zhǎng)最快的應(yīng)用市場(chǎng)將是可穿戴設(shè)備、Wi-Fi路由器、IoT物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施以及電信基礎(chǔ)設(shè)施。
▲圖源：Yole
4、高密度細(xì)間距凸點(diǎn)倒裝產(chǎn)品（FC）類產(chǎn)品在移動(dòng)和消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)展空間較大
據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年至2026年，先進(jìn)封裝收入預(yù)計(jì)將以7.9%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。到2026年，FC-CSP（倒裝芯片尺寸封裝）細(xì)分市場(chǎng)將達(dá)到100億美元以上。 按收入細(xì)分，移動(dòng)和消費(fèi)市場(chǎng)占2019年先進(jìn)封裝總收入的85%， Yole預(yù)計(jì)到2025年復(fù)合年增長(zhǎng)率為5.5%，占先進(jìn)封裝總收入的80%。而FC CSP 封裝在移動(dòng)和消費(fèi)市場(chǎng)中占有一席之地，主要用于PC、服務(wù)器和汽車應(yīng)用中使用的智能手機(jī)APU、RF組件和DRAM設(shè)備。?
5、扁平無引腳封裝產(chǎn)品（QFN/DFN）產(chǎn)品仍擁有較大容量的市場(chǎng)規(guī)模
QFN/DFN封裝形式雖屬于中端封裝類型，但市場(chǎng)容量較大，短期內(nèi)被替代的可能性較低。QFN/DFN類產(chǎn)品有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）物理層面：體積小、重量輕、效率高。 （2）品質(zhì)層面：散熱性能強(qiáng)、電性能好、可靠性強(qiáng)。 （3）具備更高的性價(jià)比
隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)、政策及資金支持，消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的快速崛起都推動(dòng)了先進(jìn)封裝的市場(chǎng)發(fā)展，吸引了全球各大主流IC封測(cè)廠商在先進(jìn)封裝領(lǐng)域進(jìn)行持續(xù)布局。 1、全球集成電路封裝市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局：日月光和三星電子兩雄爭(zhēng)霸 在集成電路封裝領(lǐng)域，日月光和三星電子為全球龍頭企業(yè)。日月光是首先量產(chǎn)SiP封裝的公司之一，很多可穿戴芯片方案選擇日月光的SiP服務(wù)。日月光也提供全面的半導(dǎo)體測(cè)試服務(wù)，包括前端工程測(cè)試、晶圓探測(cè)、邏輯/混合信號(hào)/ RF /(2.5D / 3D)模塊、SiP / MEMS的最終測(cè)試以及其他測(cè)試相關(guān)服務(wù)。三星電子作為老牌集成電路巨頭，具有從設(shè)計(jì)、制造到封裝的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，其研發(fā)方向主要為先進(jìn)封裝。
▲圖源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 ? 2、中國(guó)集成電路封裝行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局：可分為三大競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì) 我國(guó)的集成電路封裝市場(chǎng)較為集中，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。目前，我國(guó)液晶集成電路封裝市場(chǎng)的主要參與者有長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技等企業(yè)，位于競(jìng)爭(zhēng)第一梯隊(duì)的有長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技，三者躋身2020年全球前十大封測(cè)廠商；第二梯隊(duì)有晶方科技、太極實(shí)業(yè)等企業(yè)，其規(guī)模較第一梯隊(duì)有所差距；其他中低端封裝制造商處于競(jìng)爭(zhēng)第三梯隊(duì)。
▲圖源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 從我國(guó)集成電路封裝產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)區(qū)域分布來看，集成電路封裝產(chǎn)業(yè)企業(yè)主要分布在江蘇、浙江、上海等沿海省市，其中江蘇省集成電路封測(cè)企業(yè)數(shù)量最多。同時(shí)，內(nèi)陸省份分布較為分散，主要集中在甘肅省、湖南省兩地。
▲圖源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 從代表性企業(yè)分布情況來看，以江蘇為總部的江蘇長(zhǎng)電科技股份有限公司、通富微電子股份有限公司、蘇州晶方半導(dǎo)體科技股份有限公司；以甘肅為中心的天水華天科技股份有限公司知名度較高。
▲圖源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院
先進(jìn)封裝設(shè)備走向國(guó)產(chǎn)化
乘著先進(jìn)封裝發(fā)展的東風(fēng)，先進(jìn)封裝設(shè)備也逐步走向國(guó)產(chǎn)化，國(guó)內(nèi)封裝設(shè)備市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展。 ? 封測(cè)設(shè)備可分為封裝設(shè)備及測(cè)試設(shè)備兩大類。封裝設(shè)備方面，與引線鍵合工藝中背面減薄晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑密封、切筋成型六大工序相對(duì)應(yīng)，傳統(tǒng)封裝設(shè)備按工藝流程主要分為減薄機(jī)、切割機(jī)、貼片機(jī)、引線鍵合機(jī)、塑封機(jī)及切筋成型機(jī)。 ? 在以凸點(diǎn)焊(Bumping) 代替引線鍵合的先進(jìn)封裝工藝中，還需用到倒裝機(jī)、植球機(jī)、回流爐等設(shè)備例如硅通孔 (TSV) 等，先進(jìn)封裝工藝中也會(huì)用到***、刻蝕機(jī)、電鍍機(jī)、PVD、CVD 等半導(dǎo)體制造前道設(shè)備。 ? 測(cè)試過程貫穿半導(dǎo)體制造的全工藝流程，主要分為設(shè)計(jì)驗(yàn)證測(cè)試、過程控制測(cè)試、晶圓檢測(cè) (CP，Circuit Probing)、成品測(cè)試 (FT，F(xiàn)inal Test)，其中CP測(cè)試及FT測(cè)試發(fā)生在晶圓制造后，屬于半導(dǎo)體制造后道檢測(cè)，主要測(cè)試設(shè)備為測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)。CF測(cè)試主要用到測(cè)試機(jī)、探針機(jī)；FT 測(cè)試主要用到測(cè)試機(jī)、分選機(jī)。 ? 過程控制測(cè)試為晶圓制造全過程的檢測(cè)，主要用到光學(xué)顯微鏡、缺陷觀測(cè)設(shè)備等；設(shè)計(jì)驗(yàn)證測(cè)試由于對(duì)芯片樣片的全流程檢測(cè)，故需使用上述全部半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備。 ?
▲圖源：華泰研究 ? 機(jī)構(gòu)人士分析指出，先進(jìn)封裝發(fā)展將會(huì)增加設(shè)備需求：①封裝設(shè)備需求增加：例如研磨設(shè)備增加（晶圓需要做的更?。?、切割設(shè)備需求增加、固晶設(shè)備增加（DieBond要求更高）；②新設(shè)備需求：如凸塊（bump）工藝涉及到曝光、回流焊等設(shè)備等。
▲圖源：華西證券研究所 全球封裝設(shè)備呈現(xiàn)寡頭壟斷格局，ASM Pacific、K&S、Besi、Disco、Towa、Yamada等公司占據(jù)多數(shù)的封裝設(shè)備市場(chǎng)，行業(yè)本土替代空間大。 Tensun騰盛專注高端精密裝備，深度掌握精密點(diǎn)膠、精密劃片、精密運(yùn)控平臺(tái)等核心技術(shù)；對(duì)標(biāo)世界級(jí)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，獲得行業(yè)多項(xiàng)資質(zhì)、專利及榮譽(yù)。Tensun騰盛始終堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，點(diǎn)膠設(shè)備成為市場(chǎng)主選，今年Jig Saw全自動(dòng)分選一體機(jī)正式量產(chǎn)出貨，進(jìn)一步推動(dòng)先進(jìn)封裝市場(chǎng)發(fā)貨量，推進(jìn)半導(dǎo)體封測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程！
編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論