變則通，國內(nèi)先進(jìn)封裝大跨步走

★ 前言★

集成電路芯片與封裝之間是不可分割的整體，沒有一個芯片可以不用封裝就能正常工作，封裝對芯片來說是必不可少的。

隨著IC生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，封裝技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代，每一代IC都與新一代的IC封裝技術(shù)緊密相連。在業(yè)界，先進(jìn)封裝技術(shù)與傳統(tǒng)封裝技術(shù)以是否焊線來區(qū)分。

先進(jìn)封裝技術(shù)包括FCBGA、FCQFN、2.5D/3D、WLCSP、Fan-Out等非焊線形式。

先進(jìn)封裝技術(shù)在提升芯片性能方面展現(xiàn)的巨大優(yōu)勢，吸引了全球各大主流IC封測廠商在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的持續(xù)投資布局。

國內(nèi)先進(jìn)封裝的整體水平

從中國半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看，全球封裝技術(shù)經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。目前，行業(yè)的主流在第三階段主要是CSP和BGA封裝，在第四和第五階段正向sip、SOC、TSV等封裝邁進(jìn)。

近年來，國內(nèi)領(lǐng)先的封裝企業(yè)通過自主研發(fā)、并購，在第三、四、五階段逐步掌握了一些先進(jìn)的封裝技術(shù)，但國內(nèi)市場主流封裝產(chǎn)品仍處于第二、三階段。

雖然近年中國本土先進(jìn)封測四強（長電、通富、華天、晶方）通過自主研發(fā)和兼并收購，已基本形成先進(jìn)封裝的產(chǎn)業(yè)化能力，但從先進(jìn)封裝營收占總營收的比例看，中國先進(jìn)封裝技術(shù)水平與國際領(lǐng)先水平還有一定的差距。

據(jù)統(tǒng)計，2018年中國先進(jìn)封裝營收約為258.9億元，占中國IC封測總營收的11.8%，遠(yuǎn)低于全球41%的比例。

2018年中國封測四強的先進(jìn)封裝產(chǎn)值約占中國先進(jìn)封裝總產(chǎn)值的21%，其余內(nèi)資企業(yè)以及在大陸設(shè)有先進(jìn)封裝產(chǎn)線的外資企業(yè)、臺資企業(yè)的先進(jìn)封裝營收約占79%。

圖：2017-2019年中國先進(jìn)封裝營收規(guī)模

市場規(guī)模

根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu) Yole 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球集成電路封測市場長期保持平穩(wěn)增長，從2011年的455億美元增至2020年的594億美元，年均復(fù)合增長率為3.01%。

2011-2020年全球集成電路封測市場規(guī)模

同全球集成電路封測行業(yè)相比，我國封測行業(yè)增速較快。

根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2009年至2020年，我國封測行業(yè)年均復(fù)合增長率為15.83%。2020年我國封測行業(yè)銷售額同比增長6.80%。國內(nèi)市場所需的高端集成電路產(chǎn)品，如通用處理器、存儲器等關(guān)鍵核心產(chǎn)品仍然依賴進(jìn)口。因此，中國的封裝產(chǎn)業(yè)本土化發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2009-2020年我國封測行業(yè)銷售情況

同集成電路設(shè)計和制造相比，我國集成電路封測行業(yè)已在國際市場具備了較強的競爭力。

2020年全球前10名封測龍頭企業(yè)中，中國大陸地區(qū)已有3家企業(yè)上榜，并能夠和日月光、安靠科技等國際封測企業(yè)同臺競爭。

隨著我國集成電路國產(chǎn)化進(jìn)程的加深、下游應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展以及國內(nèi)封測龍頭企業(yè)工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，國內(nèi)封測行業(yè)市場空間將進(jìn)一步擴大。

預(yù)計到2027年IC封裝市場規(guī)模達(dá)到3602億元，先進(jìn)封裝市場規(guī)模將達(dá)到667.4億元，先進(jìn)封裝將占到市場規(guī)模的18%以上。

2022-2027年中國IC先進(jìn)封裝市場規(guī)模預(yù)測

國內(nèi)競爭格局

根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會封裝分會發(fā)布的《中國半導(dǎo)體封裝測試產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告（2020年版）》，2019 年國內(nèi)集成電路封測企業(yè)銷售收入前 28 家企業(yè)情況如下：

我國集成電路封裝測試業(yè)明顯呈現(xiàn)外商獨資、中外合資和內(nèi)資三足鼎立的格局。

從生產(chǎn)和銷售規(guī)模上看，國內(nèi)的集成電路封裝測試企業(yè)多數(shù)為外資半導(dǎo)體公司在華建立的獨資或控股的封測企業(yè)，總體上內(nèi)資企業(yè)在行業(yè)中尚處于相對弱小的地位。

國際半導(dǎo)體公司在華設(shè)立的制造廠，其產(chǎn)品全部返銷回母公司，因而與國內(nèi)市場基本脫節(jié)，不會與內(nèi)資封測企業(yè)構(gòu)成直接競爭關(guān)系。國內(nèi)市場的競爭主要集中在內(nèi)資和內(nèi)資控股企業(yè)之間。

集成電路封裝和測試行業(yè)屬于資本和技術(shù)密集型行業(yè)，資金門檻和技術(shù)門檻較高，因此國內(nèi)大量小規(guī)模中低端封測企業(yè)在行業(yè)不構(gòu)成競爭威脅。

發(fā)展方向

隨著臺積電宣布 2nm 制程工藝實現(xiàn)突破，集成電路制程工藝已接近物理尺寸的極限，集成電路行業(yè)進(jìn)入了“后摩爾時代”。

“后摩爾時代”制程技術(shù)突破難度較大，工藝制程受成本大幅增長和技術(shù)壁壘等因素制約，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。

近年來，先進(jìn)封裝技術(shù)主要朝兩個方向發(fā)展：

1

向上游晶圓制程領(lǐng)域發(fā)展：晶圓級封裝

為了在更小的封裝面積下容納更多的引腳，先進(jìn)封裝向晶圓制程領(lǐng)域發(fā)展，直接在晶圓上實施封裝工藝，通過晶圓重構(gòu)技術(shù)在晶圓上完成重布線并通過晶圓凸點工藝形成與外部互聯(lián)的金屬凸點。

晶圓級封裝代表性技術(shù)有：晶圓上制作凸點工藝（Bumping）、晶圓重構(gòu)工藝、硅通孔技術(shù)（TSV）、晶圓扇出技術(shù)（Fan-out）、晶圓扇入技術(shù)（Fan-in）等。

2

向下游模組領(lǐng)域發(fā)展：系統(tǒng)級封裝

將以前分散貼裝在PCB板上的多種功能芯片，包括處理器、存儲器等功能芯片以及電容、電阻等元器件集成為一顆芯片，壓縮模塊體積，縮短電氣連接距離，提升芯片系統(tǒng)整體功能性和靈活性。

代表性技術(shù)有：系統(tǒng)級封裝技術(shù)（Sip），包括采用了倒裝技術(shù)（Flip-Clip）的系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品。

尾聲

長期以來，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)角逐的主戰(zhàn)場是在芯片設(shè)計以及芯片制造環(huán)節(jié)，但在后摩爾時代，伴隨著5G，AI，物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)等技術(shù)不斷突破創(chuàng)新，業(yè)內(nèi)對于體積更輕薄，數(shù)據(jù)傳輸速率更快，功率損耗更小及成本更低的芯片需求大幅提高，這使得單純依靠精進(jìn)制程來提升芯片性能的方法已無法滿足時代需求。

而先進(jìn)封裝技術(shù)可縮短尺寸，減輕重量，其節(jié)約的功率可使相關(guān)元件以每秒更快的轉(zhuǎn)換速度運轉(zhuǎn)而不增加能耗，同時更有效地利用硅片的有效區(qū)域，而且先進(jìn)封裝設(shè)計自由度更高，開發(fā)時間更短。

所以先進(jìn)封裝被視為推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要杠桿，也一度被稱作是超越摩爾定律瓶頸的最大殺手锏。

面對重要的發(fā)展機遇，封裝廠，IDM廠商，晶圓廠，基板/PCB供應(yīng)商，以及EMS/ODM等眾多廠商都在競相布局先進(jìn)封裝研發(fā)和產(chǎn)能，而這必將沖擊傳統(tǒng)封裝市場的舊有格局和發(fā)展模式。