行业互联网|群雄竞逐先进封装


近日 , 有媒体报道称 , 台积电正逐步加大先进封装投资力度 , 并扶植相关设备、材料商构建生态链 , 以绑住苹果等大客户订单 , 再次引起业界对先进封装的重点关注 。
随着摩尔定律增速放缓 , 而终端应用产品日渐往智能化趋势发展 , 半导体先进封装在提升芯片产品性能中扮演着日益重要的角色 。
先进封装大势所趋
众所周知 , 全球各地相继启动5G商用 , 随着5G时代到来 , 5G通讯、物联网、人工智能、自动驾驶、智能家居、高性能计算等应用市场日益发展壮大 , 对芯片产品需求也大幅增长 , 推动全球半导体行业回暖 , 同时亦对芯片产品提出了更高要求 。
终端产品在向轻、薄、短、小等微型化发展 , 但功能性却日益增强 , 促使芯片产品向低价格、高效能、高整合度、更低成本的趋势演进 。 一直以来 , 摩尔定律指引着集成电路不断向前发展 , 缩小晶体管尺寸的同时亦可提升产品性能 , 但随着摩尔定律接近极限、增速趋缓 , 先进封装技术成为业者满足终端产品性能提升需求的另一路径 。
据了解 , 先进封装技术主要包括倒装芯片(FC--Flip Chip)、晶圆级芯片规模封装(WLCSP-Wafer Level Chip Scale Package)、扇出型芯片封装(Fan-out WLP)、系统级封装(SiP--System in a Package)、2.5D/3D封装等 , 从技术发展路径看有两种 , 一种路径是尺寸减少 , 使其接近芯片大小 , 如FC、WLCSP、Fan-Out, 另一种路径是功能性发展 , 即强调异构集成 , 在系统微型化中提供多功能 , 如SiP、3D封装等 。
简单而言 , WLCSP是对整个晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片 , 封装后的体积与集成电路的裸芯片基本一致;Fan-out WLP即I/O bumping通过RDL层扩展至IC芯片周边 , 在满足I/O数增大的前提下又不至于使Ball pitch过于缩小;SiP是利用各种堆叠集成技术 , 将多个具有不同功能的芯片及被动元件集成到尺寸更小的封装组件上形成一个系统......
整体看来 , 传统封装技术成熟、产能较大 , 对于中低端产品或者标准器件而言 , 传统封装更具稳定性及规模优势;相较于传统封装 , 先进封装具有尺寸更小、封装密度更高、可容纳引脚数量多、集成度高、性能更强、封装效率更高、可降低生产成本等优势 , 可满足对性能要求高的产品需求 。
具体来说 , 不同的先进封装技术具有各自的优势 , 如SiP可以最大限度地优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本、提高集成度等 , 可广泛应用于无线通讯、汽车电子、医疗电子、计算机等领域;3D封装可提高硅片效率、缩短延迟、降低功耗等 , 主要应用于SD存储器、3D Soc芯片、CIS、RF滤波器、指纹芯片、MEMS等 。
【行业互联网|群雄竞逐先进封装】有相关数据显示 , 近年来先进封装市场保持着良好的增长势头 , 将以8%的年复合增长率成长 , 市场规模预计到2024年将达440亿美元 。 目前 , 倒装芯片(FC)占据先进封装市场较大份额 , 扇出型芯片封装(Fan-out WLP)、系统级封装(SiP)、3D封装等技术增速明显 。
目前 , 市场已反应对先进封装的强烈需求 , 如高性能计算方面 , 高性能计算机以及高频、高速、高可靠、低延迟、微系统集成等需求推动了FC、2.5D/3D、Fan-Out等先进封装技术的应用;再如射频前端模组、毫米波所需的天线封装模组亦有更多SiP需求 , 智能手表、TWS耳机、手机摄像头等亦对SiP有所需求 。
先进封装已成大势所趋 , 吸引了半导体行业各大厂商竞相投资布局 , 一场先进封装技术竞逐赛已拉开帷幕 , 一时间竞争者众多 。
台积电、三星等大厂抢攻
半导体封测行业包括IDM(整合一体化制造服务)、OSAT(专业封测代工)两大商业模式 , 近年来 , 该行业正在由IDM模式向OSAT模式转型 , OSAT厂商逐渐在封测业占据主导地位 。
在传统封装领域上 , OSAT厂商具备规模及成本优势 , 占据绝对地位;然而 , 在先进封装领域 , 近年来IDM及晶圆代工厂商大力发展先进封装技术 , 正在蚕食原本属于OSAT厂商的市场份额 , 尽管OSAT厂商目前亦占据较多的先进封装产能 , 但仍将面临来自跨界竞争压力 。


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