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強勢增長的中國半導體封裝企業(yè),已站在“起跑線”上
2021年對于先進封裝行業(yè)來說是豐收一年,現(xiàn)在包括5G、汽車信息娛樂/ADAS、人工智能、數(shù)據(jù)中心和可穿戴應(yīng)用在內(nèi)的大趨勢繼續(xù)迫使芯片向先進封裝發(fā)展。2021年先進封裝市場總收入為321億美元,預(yù)計到2027年達到572億美元,復(fù)合年增長率為10%。然而在先進封裝這個市場中,中國封裝企業(yè)不僅占據(jù)了主要的地位,還在去年迎來了強勢增長。
全球TOP 30先進封裝企業(yè)
Yole根據(jù)2021年封裝業(yè)務(wù)的廠商市場營收作了排名,列出了前30的先進封裝企業(yè)。如下圖所示,在這30家企業(yè)中,中國OSAT廠商占據(jù)大半壁江山,再就是東南亞企業(yè),日韓則相對較少。整體來看,前十大玩家占據(jù)了大部分的封裝市場份額。
圖源:Yole
日月光繼續(xù)主導市場,遙遙領(lǐng)先于其他競爭對手。安靠緊隨其后,如果刨去IDM廠商英特爾和代工廠臺積電,那么長電科技就排在第三位。除了長電科技,排名第七和第八的分別是大陸廠商通富微電和天水華天。這3家基本一直處于前十的地位,也較為人所熟知。
可喜的是,越來越多的大陸封裝測試廠商已經(jīng)開始逐漸嶄露頭角。我們可以發(fā)現(xiàn),排在前30位的大陸先進封測技術(shù)的廠商還有第22名的沛頓科技、第28名的華潤微以及第29名的甬矽電子。金譽半導體就是封裝測試廠商中的其中一家,金譽半導體主要是對各類芯片進行封裝測試和銷售服務(wù),而且公司還組建了先進封裝測試技術(shù)研發(fā)中心進行研發(fā)規(guī)劃。
當然還有很多正在先進封裝領(lǐng)域耕耘的企業(yè)。而不得不說,臺灣的綜合封測能力依然不容小覷,在前30家OSAT廠商中有13家是臺灣的。
然后就是一些東南亞國家的OSAT,東南亞一直是封裝測試產(chǎn)業(yè)的重鎮(zhèn),國內(nèi)有不少OAST企業(yè)收購了馬來西亞的封測廠而壯大了自己,但在前30名中仍有不少東南亞的OAST廠商。
日韓在封測領(lǐng)域則相對處于弱勢,前30家中僅有2家日本公司和1家韓國公司。
哪些先進封裝技術(shù)成為“香餑餑”?
半導體封裝按照芯片方式的不同,分為倒裝芯片、嵌入式芯片、扇入WLP和扇出WLP;按照封裝材料來分,主要包括有機基板、鍵合線、引線框架、陶瓷封裝、芯片貼裝材料;按照技術(shù)來看,又包括網(wǎng)格陣列、小外形封裝、扁平無引腳封裝(DFN)&(QFN)、雙列直插式封裝(PDIP)和陶瓷雙列直插封裝 (CDIP))等。
從Yole的數(shù)據(jù)統(tǒng)計中,倒裝芯片細分市場是最賺錢的細分市場之一。我們可以看到,F(xiàn)CBGA的市場份額最大,再就是2.5D/3D封裝、FCCSP,SiP封裝也開始逐漸上量,最后是WLCSP和FOWLP,這兩類封裝的份額差不多。而且未來5年這幾大封裝種類將繼續(xù)在各自領(lǐng)域保持增長,基本還是這個排序。
FCBGA(倒裝芯片球珊陣列,F(xiàn)lip Chip BGA)技術(shù)誕生于1990年代,由BGA(球珊陣列)演進而來。FCBGA的增長是由于汽車,高性能計算,筆記本電腦和客戶端計算領(lǐng)域的需求增加以及消費者和服務(wù)器應(yīng)用中對圖形的需求增加。大陸OSAT廠商中,長電科技已能提供FCBGA封裝技術(shù)。通富微電通過并購AMD蘇州和檳城的封測業(yè)務(wù)也獲得了FCBGA的高端封裝技術(shù)和大規(guī)模量產(chǎn)平臺。華天科技也已掌握FCBGA封裝技術(shù)。
隨著摩爾定律的放慢,使用2.5D/3D堆疊混合封裝技術(shù)的數(shù)量不斷增加,異構(gòu)集成、小芯片發(fā)展之勢愈演愈烈。使用2.5D/3D這種封裝技術(shù)補充了FCBGA業(yè)務(wù)。不過在這個領(lǐng)域,主要是先進的代工廠在引領(lǐng),2.5D領(lǐng)域主要是臺積電的CoWos,三星的I-Cube;3D領(lǐng)域主要是英特爾的Foveros技術(shù)、三星的X-Cube、臺積電的SoIC。從上述Yole的預(yù)測趨勢中也可以看出,2.5D和3D封裝技術(shù)將迎來很大的發(fā)展。
接下來是FCCSP(倒裝芯片級封裝),F(xiàn)CCSP通常是帶有少量無源元件的單芯片,BD尺寸小于13 毫米 x 13 毫米。FCCSP在移動和消費市場中占有一席之地,因為FCCSP封裝主要用于基帶、RF收發(fā)器、DRAM存儲器和一些PMIC應(yīng)用。FCCSP封裝非常適合這些應(yīng)用,因為它們提供像WLCSP一樣的低成本和可靠的解決方案,而不會產(chǎn)生更高的扇出型封裝成本。預(yù)計該細分市場在2026年將達到100億美元以上。FCCSP封裝市場份額主要由日月光、安靠、長電等頂級OSAT以及三星、SK海力士、美光等內(nèi)存供應(yīng)商控制。
SiP封裝主要是由蘋果帶火,蘋果的手表和TWS藍牙耳機等在采用SiP封裝。國內(nèi)在SiP領(lǐng)域已經(jīng)基本實現(xiàn)布局,日月光今年進入收割元年,并且將SiP列為營收中的單獨要項;長電科技收購了星科金朋之后(星科金朋的韓國廠是SiP重要中心),目前長電科技已在布局高端SiP封裝。值得一提的是,不止是這些封裝大廠,國內(nèi)還有不少新興的封裝企業(yè)從SiP封裝入局,并且已小有成就,上文提到的摩爾精英已成功交付了98塊SiP產(chǎn)品,幫助系統(tǒng)公司(國際汽車芯片供應(yīng)商、國內(nèi)家電和工業(yè)龍頭等)通過SiP方案滿足短、小、輕、薄的需求。
FOWLP是扇出晶圓級封裝(Fan-out wafer level Package),它的發(fā)展主要由臺積電將InFO提供給IOS生態(tài)所推動,2016年蘋果iPhone 7系列手機的A10應(yīng)用處理器采用了臺積電基于FOWLP研發(fā)的InFo封裝技術(shù),自此扇出封裝技術(shù)迎來了良好的發(fā)展機會。但FOWLP仍然是一項利基技術(shù),因為其競爭者WLCSP和FCCSP仍保有低成本、高可靠性等優(yōu)勢,所以其成長速度不會特別快。但主流的OSAT都已擁有FOWLP技術(shù),如長電的ECP、華天科技的eSiFO等。
它也采用倒裝芯片的形式,芯片有源面朝下對著印刷電路板,以此來實現(xiàn)最短的電路徑,由于該技術(shù)能實現(xiàn)批量封裝,大大降低成本,這也成為其發(fā)展的一大推動力。如今大部分封裝公司都能提供FOWLP,不過命名各不相同,日月光將其命為eWLB,臺積電稱之為InFo-WLP等等。
最后要談一下WLCSP(晶圓級芯片封裝),在封裝領(lǐng)域,WLCSP在2000年左右開始大批量生產(chǎn),當時的封裝主要局限在單芯片封裝。WLCSP封裝已成為智能手機相關(guān)應(yīng)用不可或缺的一種封裝形式。日月光、長電科技、安靠是WLCSP晶圓市場的領(lǐng)導廠商。此外,國內(nèi)的晶方科技是全球?qū)LCSP專注應(yīng)用在以影像傳感器為代表的傳感器領(lǐng)域的先行者與引領(lǐng)者。
結(jié)語
無疑,當下封裝是一個充滿活力的市場,有多種封裝技術(shù)正在蓬勃發(fā)展。先進封裝作為后摩爾時代的一項必然選擇,對于芯片提升整體性能至關(guān)重要。而提前在這個領(lǐng)域卡位的中國封裝企業(yè)將會享受更大的紅利。