最近，先進(jìn)封裝技術(shù)在臺(tái)灣地區(qū)掀起了新一波熱潮，焦點(diǎn)企業(yè)是AMD和臺(tái)積電。

AMD宣布攜手臺(tái)積電，開發(fā)出了3D chiplet技術(shù)，并且將于今年年底量產(chǎn)相應(yīng)芯片。AMD總裁兼CEO蘇姿豐表示，該封裝技術(shù)具有突破性，采用先進(jìn)的hybrid bond技術(shù)，將AMD的chiplet架構(gòu)與3D堆棧結(jié)合，提供比2D chiplet高出超過200倍的互連密度，以及比現(xiàn)有3D封裝解決方案高出15倍的密度。據(jù)悉，AMD與臺(tái)積電合作開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)，功耗低于現(xiàn)有的3D解決方案，也是全球最具彈性的active-on-active硅晶堆棧技術(shù)。

當(dāng)下，作為Fabless和Foundry兩大領(lǐng)域最杰出的代表，這兩家企業(yè)對(duì)先進(jìn)封裝技術(shù)的關(guān)注程度，也代表了業(yè)界的普遍共識(shí)。

Yole的數(shù)據(jù)顯示，2021年，外包半導(dǎo)體封裝和測(cè)試（OSAT）企業(yè)將花費(fèi)不低于67億美元用于先進(jìn)封裝的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備采購(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。此外，不只是OSAT，臺(tái)積電和英特爾也在先進(jìn)封裝上花費(fèi)巨大。

在這場(chǎng)競(jìng)賽中，最搶眼的有5家企業(yè)，分別是日月光（ASE）、臺(tái)積電、英特爾、Amkor和江蘇長(zhǎng)電（JCET）。其中，臺(tái)積電計(jì)劃在2021年斥資25億至28億美元，以基于其 INFO、CoWoS 和 SoIC 的產(chǎn)品線來建設(shè)封裝廠。Yole估計(jì)，臺(tái)積電在2020年從先進(jìn)封裝中獲得了36億美元的營(yíng)收。

另外，OSAT霸主ASE宣布，將向其晶圓級(jí)封裝業(yè)務(wù)投入20億美元；英特爾則宣布，將在美國(guó)亞利桑那州投資200億美元建設(shè)晶圓廠，并擴(kuò)大其在亞利桑那州和俄勒岡州工廠的Foveros/EMIB封裝業(yè)務(wù)，此外，還將投資先進(jìn)封裝的合作項(xiàng)目，這方面的合作對(duì)象主要是臺(tái)積電。

然而，回顧過去兩年，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)經(jīng)歷了起伏。

2019年，在總價(jià)值680億美元的封裝市場(chǎng)中，先進(jìn)芯片封裝市場(chǎng)價(jià)值約290億美元。當(dāng)時(shí)，有市場(chǎng)分析師表示，2019至2025年間，先進(jìn)封裝市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到6.6%。該市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力是摩爾定律放緩，催生出異質(zhì)集成，同時(shí)包括5G、人工智能、高性能計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的應(yīng)用也在推動(dòng)著先進(jìn)封裝市場(chǎng)的發(fā)展。在這樣的背景下，到2025年，先進(jìn)封裝將占整個(gè)封裝市場(chǎng)份額的50%左右。

然而，進(jìn)入2020年以后，突如其來的疫情對(duì)半導(dǎo)體業(yè)產(chǎn)生了較大影響，先進(jìn)封裝市場(chǎng)業(yè)未能幸免，全年出現(xiàn)萎縮，同比減少了7%，而傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)則減少了15%左右。

但進(jìn)入2021年以后，半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展明顯好轉(zhuǎn)，先進(jìn)封裝市場(chǎng)水漲船高。在即將到來的下半年，各大廠商必定會(huì)在這方面進(jìn)一步加大投入力度，以爭(zhēng)取先機(jī)。

臺(tái)積電引領(lǐng)先進(jìn)封裝

本周，在臺(tái)積電2021 線上技術(shù)研討會(huì)期間，除了介紹先進(jìn)制程的規(guī)劃和進(jìn)展情況之外，該公司還重點(diǎn)闡述了先進(jìn)制程發(fā)展情況，特別是揭露了3DFabric系統(tǒng)整合解決方案，并將持續(xù)擴(kuò)展由三維硅堆棧及先進(jìn)封裝技術(shù)組成的3DFabric。

臺(tái)積電指出，針對(duì)高性能運(yùn)算應(yīng)用，將于2021年提供更大的光罩尺寸，以支持整合型扇出暨封裝基板（InFO_oS）和CoWoSR封裝方案，運(yùn)用范圍更大的布局規(guī)劃來整合“小芯片”及高帶寬內(nèi)存。

此外，系統(tǒng)整合芯片方面，芯片堆棧于晶圓之上的版本預(yù)計(jì)今年完成7nm的驗(yàn)證，并于2022年在嶄新的全自動(dòng)化晶圓廠開始生產(chǎn)。

針對(duì)移動(dòng)應(yīng)用，臺(tái)積電則推出了InFO_B解決方案，將移動(dòng)處理器整合于輕薄精巧的封裝之中，提供強(qiáng)化的性能和功耗效率，并且支持移動(dòng)設(shè)備芯片制造廠商封裝時(shí)所需的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存堆棧。

臺(tái)積電還將先進(jìn)封裝的業(yè)務(wù)拓展到了日本，這也需要一筆可觀的投資。日本經(jīng)產(chǎn)省表示，臺(tái)積電將在日本茨城縣筑波市設(shè)立研發(fā)據(jù)點(diǎn)，總經(jīng)費(fèi)約370億日元，日本政府將出資總經(jīng)費(fèi)約5成予以支持。據(jù)悉，擁有領(lǐng)先封裝技術(shù)的日本企業(yè)Ibiden、半導(dǎo)體裝置廠商芝浦機(jī)械（Shibaura Machine ）等與半導(dǎo)體有關(guān)的約20家日本企業(yè)有望參與研發(fā)，重點(diǎn)就是“小芯片”和3D封裝技術(shù)。

今年3月，臺(tái)積電在日本成立了一家子公司（臺(tái)積電日本3D IC研究開發(fā)中心），今后計(jì)劃在位于茨城縣筑波市與經(jīng)產(chǎn)省有關(guān)的研究機(jī)關(guān)（產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所）無塵室內(nèi)設(shè)立研究用的生產(chǎn)線。預(yù)計(jì)今年夏天起整備測(cè)試產(chǎn)線，明年起正式進(jìn)行研發(fā)。

英特爾投資35億美元

5月份，英特爾宣布，將投資35億美元，為其位于新墨西哥州的里奧蘭喬工廠配備先進(jìn)的封裝設(shè)備，包括Foveros技術(shù)。預(yù)計(jì)2021年底動(dòng)工。

英特爾于2019年推出了先進(jìn)封裝技術(shù)Foveros，它允許die實(shí)現(xiàn)3D“面對(duì)面”的堆疊。允許基本單元die上面有一個(gè)更“活躍”的die，如邏輯，存儲(chǔ)，FPGA或模擬/RF die。

目前來看，在先進(jìn)封裝技術(shù)及商業(yè)模式方面，英特爾正在向臺(tái)積電靠攏，這也從一個(gè)側(cè)面反應(yīng)出這些年臺(tái)積電在該領(lǐng)域的發(fā)展策略和投入的成功。

不久前，英特爾發(fā)布了IDM 2.0戰(zhàn)略，該公司表示，該戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就在于先進(jìn)封裝，這使英特爾能夠提供更好的產(chǎn)品。

日月光迎來“甜蜜點(diǎn)”

近期，有消息稱日月光拿下了蘋果Apple Watch、WiFi 6/6E、AirPods等SiP（系統(tǒng)級(jí)封裝）模組訂單，而從目前的市場(chǎng)行情來看，SiP在2021年將繼續(xù)保持快速發(fā)展勢(shì)頭。

2020年至今，日月光在先進(jìn)封裝研發(fā)方面取得了多項(xiàng)成果，具體包括：覆晶封裝方面，實(shí)現(xiàn)了7nm/10nm芯片制程技術(shù)認(rèn)證，14nm/16nm銅制程/超低介電芯片覆晶封裝應(yīng)用、銀合金線于混合式覆晶球格陣列式封裝技術(shù)；焊線封裝方面，開發(fā)了第二代先進(jìn)整合組件內(nèi)埋封裝技術(shù)、超細(xì)間距與線徑銅/金焊線技術(shù)，移動(dòng)式存儲(chǔ)技術(shù)、晶圓級(jí)扇出式RDL 打線封裝；晶圓級(jí)封裝方面，有扇出型30um芯片厚度研磨前切割技術(shù)、8 Hi HBM CPD晶圓高精準(zhǔn)度（+/-2um）研磨技術(shù)、晶圓穿導(dǎo)孔、玻璃基板封裝、晶圓級(jí)芯片尺寸六面保護(hù)封裝技術(shù)開發(fā)、扇出型PoP芯片產(chǎn)品開發(fā)、晶粒貼合晶圓制程技術(shù)；先進(jìn)封裝與模組方面，開發(fā)了低功耗天線設(shè)計(jì)與封裝技術(shù)、可彎曲基板及封裝技術(shù)、雙面薄化無線通訊模組技術(shù)、5G天線封裝等；面板級(jí)封裝方面，開發(fā)了扇出型動(dòng)態(tài)補(bǔ)償光罩之面板級(jí)封裝技術(shù)。

在此基礎(chǔ)上，日月光將在2021年持續(xù)擴(kuò)大先進(jìn)制程與產(chǎn)能規(guī)模，特別是在5G、SiP、感應(yīng)器、車用電子及智能型裝置方面，會(huì)進(jìn)一步加大投入力度。此外，預(yù)計(jì)多芯片及感應(yīng)器相關(guān)需求會(huì)增加，這些將成為該公司生產(chǎn)的“甜蜜點(diǎn)”。

Amkor實(shí)力不俗

在先進(jìn)封裝技術(shù)方面，Amkor也是一支重要力量，來自多個(gè)市場(chǎng)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(duì)先進(jìn)封裝（特別是先進(jìn)SiP封裝）的需求增長(zhǎng)推動(dòng)著該公司收入的增長(zhǎng)。Amkor的SiP封裝在消費(fèi)類和汽車市場(chǎng)上已站穩(wěn)腳跟，在智能手機(jī)市場(chǎng)也展現(xiàn)出了實(shí)力。

江蘇長(zhǎng)電逆襲

在過去的一年，江蘇長(zhǎng)電科技不斷加大研發(fā)投入力度，研發(fā)費(fèi)用同比增長(zhǎng) 5.2%，核心技術(shù)涵蓋各種先進(jìn)封裝技術(shù)，并在2020年實(shí)現(xiàn)先進(jìn)封裝營(yíng)收的大幅提升。

具體來看，在SiP方面，尤其是射頻領(lǐng)域的SiP封裝，長(zhǎng)電科技不斷積累著優(yōu)勢(shì)，對(duì)承接5G應(yīng)用等通信市場(chǎng)的封裝需求起到了決定性作用。2020年底50億定向增發(fā)獲批，長(zhǎng)電科技在這一領(lǐng)域的產(chǎn)能和技術(shù)優(yōu)勢(shì)將持續(xù)擴(kuò)大。

在晶圓級(jí)封裝方面，長(zhǎng)電科技的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)也在不斷擴(kuò)大?？紤]到便攜性，消費(fèi)電子市場(chǎng)客戶往往對(duì)芯片封裝尺寸要求嚴(yán)格，例如TWS耳機(jī)等熱門產(chǎn)品必須用到晶圓級(jí)封裝技術(shù)才能滿足尺寸的要求。長(zhǎng)電科技已經(jīng)是eWLB和WLCSP封裝領(lǐng)域最大的供應(yīng)商，隨著消費(fèi)電子頭部客戶不斷整合集中，對(duì)晶圓級(jí)封裝產(chǎn)品的需求也將持續(xù)增長(zhǎng)。

近期，長(zhǎng)電科技還成立了“汽車電子事業(yè)中心”。汽車芯片對(duì)可靠性的要求很高，符合車規(guī)的產(chǎn)能認(rèn)證需要長(zhǎng)期的投入和規(guī)劃。長(zhǎng)電科技不但擁有傳統(tǒng)封裝的車規(guī)產(chǎn)能，并且在車規(guī)產(chǎn)品上不斷創(chuàng)新，車規(guī)級(jí)倒裝產(chǎn)品正在走向大規(guī)模量產(chǎn)。

結(jié)語

隨著芯片制程節(jié)點(diǎn)不斷縮小，摩爾定律逼近極限，先進(jìn)封裝是后摩爾時(shí)代的必然選擇。其中，SiP是半導(dǎo)體封裝的重要發(fā)展方向之一，其有研發(fā)周期短、節(jié)省空間等優(yōu)勢(shì)，是龍頭封裝企業(yè)長(zhǎng)期戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)。

另外，封裝對(duì)于提升芯片整體性能越來越重要，隨著先進(jìn)封裝朝著小型化和集成化的方向發(fā)展，技術(shù)壁壘不斷提高。未來，先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模有望快速提升，技術(shù)領(lǐng)先的龍頭廠商則會(huì)享受最大紅利。

原文標(biāo)題：先進(jìn)封裝大戰(zhàn)打響

文章出處：【微信公眾號(hào)：半導(dǎo)體科技評(píng)論】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq