晶圓制造朝封裝產(chǎn)業(yè)“滲透”，未來也許不止3D、4D
根據(jù) Yole 的定義，如果一個die能在每平方毫米內(nèi)能集成超過16個pitch小于130μm的I/O。如超高密度 (UHD) 扇出、嵌入式硅橋、硅中介層、3D 堆棧存儲器（例如 3D NAND）、高帶寬存儲器（HBM）和 3D 堆棧 DRAM 就是滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的一些封裝平臺。
另一個值得考慮的平臺是 3DSoC，它采用芯片到晶圓 (D2W:die-to-wafer) 的混合鍵合。嵌入式硅橋（embedded Si bridges）有兩種可能的選擇：第一種，稱為 EMIB，由 Intel 提出并嵌入IC基板中；第二種是嵌入模制化合物（mold compound）中的硅中介層，由 TSMC (LSI) 和 SPIL (FOEB) 提供。
具體到硅中介層（ Si interposers）方面，則有兩種產(chǎn)品：一種是傳統(tǒng)的或非有源的，通常由 TSMC、三星和 UMC 提供；另一種是有源的，即英特爾的 Foveros。把EMIB 與 Foveros 結(jié)合則產(chǎn)生了 Co-EMIB，這個技術(shù)被應(yīng)用到了英特爾的 Ponte Vecchio處理器上。三星、SK海力士和美光則提供了3D 堆疊 DRAM 和 HBM 內(nèi)存。
此外，Sony（自2015年起）和OmniVision（自2022年起）這樣的CIS供應(yīng)商使用W2W混合鍵合生產(chǎn)的CMOS圖像傳感器也是一種3D堆疊封裝平臺，但它們不是高端性能平臺，因?yàn)樗荒軡M足I/O方面密度和間距的要求 ，這代表著其與上述封裝有著相當(dāng)?shù)牟罹唷?/span>
前途無量的先進(jìn)封裝市場
與其他封裝平臺相比，高端性能封裝的單位數(shù)量很小，但由于其復(fù)雜性導(dǎo)致平均售價較高，因此它產(chǎn)生的收入比例更高。預(yù)計(jì)到 2027 年收入將超過145億美元，高于 2022 年的 26億美元，這就意味著其在2022到2027年間的CAGR為41%。
這種健康增長歸因于包括云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、人工智能、自動駕駛、個人計(jì)算和游戲在內(nèi)的高性能計(jì)算終端系統(tǒng)的增加。這些應(yīng)用都需要用更復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)更大、更復(fù)雜的芯片，這些節(jié)點(diǎn)會隨著成本的增加而擴(kuò)展。這些趨勢促使半導(dǎo)體行業(yè)制定具有高端封裝選項(xiàng)的系統(tǒng)級擴(kuò)展策略，而不僅僅是擴(kuò)展 FE 高級節(jié)點(diǎn)。
通過將大型單片 SoC 裸片拆分成更小的芯片并僅縮放最關(guān)鍵的電路組件，小芯片以及異構(gòu)集成是降低縮放成本的一種選擇。這只能通過使用具有高連接密度、高帶寬和良好功率效率的 2.5D 和 3D 集成技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。因此，由于研發(fā)和生產(chǎn)方面的重大進(jìn)步，微凸塊、硅通孔 (TSV)、銅柱和混合鍵合正在推動高端性能應(yīng)用中的 IO 密度和功能集成達(dá)到新高度。
3D SoC（包括die-to-wafer和die-to-die混合封裝）則被看作是10μm以下pitch技術(shù)的下一個突破點(diǎn)。作為前端封裝技術(shù)，這使得高端系統(tǒng)級性能與3D DRAM的更密集的3D IC堆疊、異構(gòu)集成封裝和封裝分區(qū)SoC die成為可能。領(lǐng)先的供應(yīng)商，尤其是臺積電、三星和英特爾，都以此為目標(biāo)，提供或計(jì)劃提供尖端的混合鍵合解決方案。這也許是半導(dǎo)體和封裝世界之間的真正接觸點(diǎn)。
先進(jìn)封裝正在向前端靠攏。證據(jù)在于代工廠和 IDM，因?yàn)樗鼈冋诔蔀槭袌錾献钕冗M(jìn)的2.5D 和 3D 封裝解決方案領(lǐng)導(dǎo)者。OSAT 正努力順應(yīng)這一趨勢，提供創(chuàng)新的先進(jìn)封裝解決方案，以幫助解決摩爾定律放緩帶來的前端挑戰(zhàn)，但他們要打入混合鍵合市場將是極其困難的，因?yàn)樗麄內(nèi)狈η岸四芰捅匾馁Y源。
當(dāng)然，我們也必須承認(rèn)，沒有事情是百分百的。
巨頭競逐先進(jìn)封裝
和芯片制造環(huán)節(jié)一樣，封裝測試領(lǐng)域壟斷性也較強(qiáng)，從近五年市場份額排名來看，行業(yè)龍頭企業(yè)占據(jù)主要的份額，其中前三大OSAT廠商依然把控半壁江山，市占率合計(jì)超50%。
封裝測試環(huán)節(jié)中國企業(yè)表現(xiàn)可圈可點(diǎn)，長電科技(600584.SH) 、通富微電和華天科技(002185.SZ) 占據(jù)全球前十大外包封測廠的三席。
根據(jù)芯思想研究院（ChipInsights）發(fā)布的2021年全球委外封測（OSAT）榜單，長電科技以預(yù)估309.5億元營收在全球前十大OSAT廠商中排名第三，中國大陸第一；通富微電排在第五，華天科技排在第六。
長電科技已經(jīng)布局先進(jìn)封裝多年，掌握包括系統(tǒng)級SIP技術(shù)，高密度扇出型晶圓級技術(shù)，倒裝技術(shù)，2.5D/3D等并已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的生產(chǎn)。
2021年，長電科技先進(jìn)封裝（包括除打線與測試外的其它封裝形式）收入占比60%以上，傳統(tǒng)打線30%，剩余的為測試。2022年預(yù)期先進(jìn)封裝的占比進(jìn)一步提升。
在先進(jìn)封裝方面，通富微電與AMD密切合作，是AMD的重要封測代工廠，2021年先進(jìn)封裝營收占比達(dá)到70%。公司在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D堆疊等方面均有布局和儲備，已大規(guī)模生產(chǎn)Chiplet產(chǎn)品，在CPU、GPU、服務(wù)器領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)7nm產(chǎn)品已大規(guī)模量產(chǎn)，5nm產(chǎn)品已完成研發(fā)即將量產(chǎn)。
當(dāng)前先進(jìn)封裝技術(shù)在整個封裝市場的占比正在逐步提升，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，先進(jìn)封裝全球市場規(guī)模將會從2018年約276億美元增長至2024年約436億美元，在全球封裝市場的占比也從42.1%左右提升至49.7%左右；
2018-2024年全球先進(jìn)封裝市場的CAGR約8%，相比同期整體封裝市場（CAGR=5%）和傳統(tǒng)封裝市場，先進(jìn)封裝市場的增長更為顯著，將為全球封測市場貢獻(xiàn)主要增量。
在整個崛起的先進(jìn)封裝市場中，掌握主流先進(jìn)封裝技術(shù)的國內(nèi)企業(yè)將持續(xù)上收益，Chiplet模式也打開封裝企業(yè)業(yè)務(wù)拓展和想象空間。
不過市場需要注意的是，Chiplet方案依然有很多技術(shù)需要實(shí)踐，且并不能代替核心先進(jìn)制程，國內(nèi)外先進(jìn)制程差距仍需要時間和研發(fā)等去消化。
未來規(guī)模將趨于集中
根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2016-2021年全球先進(jìn)封裝市場CAGR達(dá)7.9%，2021年市場規(guī)模為321億美元，Yole預(yù)計(jì)在2027年達(dá)到572億美元的規(guī)模，對應(yīng)2021-2027年CAGR高達(dá)10.1%，高于傳統(tǒng)封裝市場增速。此外，Yole預(yù)計(jì)到2026年，先進(jìn)封裝市場將會追趕上傳統(tǒng)封裝的規(guī)模，占整體規(guī)模比例的50%，先進(jìn)封裝的市場應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大。
從成長幅度來看，3D堆疊/嵌入式封裝/晶圓級扇出型為發(fā)展最快速的前三大應(yīng)用市場，Yole預(yù)測2019-2025的CAGR分別為21.3%/18%/16%，此外TSV作為2.5D/3D立體封裝會大量使用到的互連技術(shù)，Yole預(yù)測2019-2025的CAGR為29%，增長幅度大幅領(lǐng)先其他技術(shù)。
由于廠商需要長期的大額資本開支，全球委外封裝業(yè)務(wù)(OSAT)有較為集中的特性。在行業(yè)龍頭割據(jù)下，封測產(chǎn)業(yè)從地理位置上也呈現(xiàn)高度集中的態(tài)勢，2020年中國臺灣、中國大陸、美國市占率分別為52%/21%/15%，合計(jì)占據(jù)88%的市場份額。
2021年，全球前十大委外封測廠(OSAT)分別為日月光（含矽品)、安靠科技、長電科技、力成科技、通富微電、華天科技、智路封測、京元電子、南茂、頎邦，前八大廠商合計(jì)占據(jù)全球77.5%的市場份額。
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，日月光、長電科技更多的是高端數(shù)字IC的封測，包含手機(jī)芯片/處理器/CPU/射頻芯片等，安靠則多是汽車電子/射頻等產(chǎn)品封裝測試，三家企業(yè)為全球前三大封測廠，也是先進(jìn)封裝發(fā)展最為突出的封測廠。
通富微電主力營收大多來自CPU/GPU/服務(wù)器和網(wǎng)通設(shè)備相關(guān)封裝測試，而力成科技則是更多都來自全球存儲器巨頭的存儲器封測訂單，華天科技則是以功率、射頻封裝、CIS為主，各封裝廠均有自己主要的封測領(lǐng)域。
值得一提的是，除了傳統(tǒng)委外封測代工廠(OSAT)外，晶圓代工廠以及IDM公司也都相繼成立自己的封裝廠，開發(fā)高端的封裝技術(shù)，包括臺積電、英特爾、三星等企業(yè)都已展開布局多年。中信證券徐濤8月9日研報中表示，在后摩爾時代，封裝行業(yè)變成兵家必爭之地，未來將會演變成晶圓制造廠有自己從制造到封裝的一體化工藝程序，而OSAT則是強(qiáng)者恒強(qiáng)，有望更加集中。
