图片来源：Unsplash-Alex Gorin 文|半导体产业纵横 对于中国大陆（大陆）来说，半导体仍然是一个朝阳产业，但从全球范围来看，该产业已经发展到了一个非常成熟的阶段，业内人士常说半导体已经是一个夕阳产业。
从日益激烈的竞争来看，这种说法不无道理。
目前，中国大陆半导体行业，特别是IC设计和封测行业，由于参与者数量众多，竞争加剧，但整体发展水平还不高。
因此，在这两个领域，中低端产品和服务“内卷化”现象严重，想要突破这种恶性循环，就必须向高端方向发展。
国际厂商无论是在IC设计、晶圆代工还是封装测试领域，都开始加剧中高端产品和服务的竞争，特别是在当前全球经济低迷的背景下，半导体产品需求疲软。
国际各大厂商在高精尖技术领域的竞争也在加剧。
封装就是典型代表，因为封装测试是半导体芯片生产的最后一个环节，其技术含量低于晶圆代工。
因此，国际主要厂商在这部分的“内卷化”更加明显，并从传统封装技术向先进封装不断延续。
01.先进封装简介先进封装与传统封装技术相比，具有小型化、薄型化、高密度等优势、功耗低、功能集成。
它不仅可以提高性能、扩展功能、优化形式。
与系统级芯片（SoC）相比，还可以降低成本。
传统的封装技术主要有直插式封装、表面贴装、引脚栅格阵列（PGA）等，当然，它们下面还有细分的技术类型，这里不再讨论。
先进封装技术可分为两个发展阶段：一是以球栅阵列、倒装芯片（FC）为代表的技术，已发展到相对成熟的阶段；其次，以SiP（SiP）和晶圆级封装（WLP）为代表的先进系统级封装技术正在从传统的二维封装转向三维封装。
目前，此类技术最为先进，处于成长期，尚未完全成熟。
本文主要讨论这些尚未完全成熟的先进封装技术。
SiP是一个非常广泛的概念。
广义上讲，它涵盖了几乎所有的多芯片封装技术。
然而，就最先进的SiP封装技术而言，主要包括2.5D/3D Fan-out（扇出）、Embedded、2.5D/3D Integration以及异构Chiplet封装技术。
晶圆级封装分为扇入型和扇出型。
扇入式封装直接在原始硅片上完成。
它将所需的I/O安排在原始芯片尺寸内。
封装尺寸基本等于芯片尺寸。
扇出封装是扇入封装的改进版本。
其过程与扇入相同。
基本是一样的，不同的是不是在原来的硅片上做，而是把芯片切下来，然后重新组装硅片。
这样做的目的是为扇出区域创造空间。
2.5D/3D扇出是从扇出晶圆级封装技术发展而来的。
它有数千个 I/O。
它是目前最先进的封装技术，广泛应用于移动设备，尤其是智能手机。
据Yole统计，2021年先进封装市场规模将为374亿美元，预计到2027年将以9.6%的复合年增长率(CAGR)增长至650亿美元。
目前，在先进封装市场从广义上看，倒装芯片规模最大，占据了先进封装市场80%的份额，其次是晶圆级扇入和扇出封装，而晶圆级封装相对整体先进封装市场来说是仍然相对较小，主要是由于先进的制造工艺掌握在少数制造商手中。
但从增长速度和发展潜力来看，3D堆叠/嵌入式/晶圆级扇出是增长最快的三个。
大封装技术。
到2027年，2D/3D封装市场预计将达到150亿美元，扇出WLP约40亿美元，扇入约30亿美元，嵌入式约2亿美元。
与传统封装相比，先进封装的应用范围不断扩大，预计到2027年将占整个封装市场的50%以上。
02、不同业态厂商的发展路线。
近年来，除了传统的外包封装测试代工厂（OSAT）外，晶圆代工厂（Foundry）和IDM厂商也在大力发展先进封装或相关技术，甚至IC设计公司（Fabless）和OEM厂商也参与其中。
不同业态的厂商在包装业务上投入的资源不同，其技术发展路线也不同。
总体来看，最具代表性的企业有四家，分别是台积电、日月光、英特尔和三星电子。
其中，台积电和三星电子为Foundry，英特尔为IDM，日月光为OSAT。
由于台积电在发展先进封装技术和业务方面具有远见，经过多年的积累和发展，台积电现已成为先进封装技术的领导者，并相继推出了晶圆上基板芯片（CoWoS）。
）封装、集成扇出（Integrated Fan-Out，InFO）封装、集成芯片系统（System on Integrated Chips，SoIC）等。
英特尔紧随其后，推出了EMIB、Foveros和Co-EMIB等先进封装技术，力争通过2.5D、3D和嵌入式三种异构集成形式，实现互联带宽加倍、功耗减半的目标。
三星电子则相对落后。
为了追赶台积电，前几年推出了扇出面板级封装（FOPLP）技术，进一步降低大面积扇出封装中封装的横截面高度。
增强互连带宽、压缩单位面积成本的目的是为了获得更高的性价比。
就Foundry而言，由于2.5D/3D封装技术涉及到前端工艺的延续，因此Foundry对前端工艺有非常深入的了解，对整体布线架构也有更深入的了解。
因此，在高密度封装方面，Foundry优于Foundry。
传统OSAT工厂更有优势。
另外，Foundry更擅长扇出封装，并且在这方面投入较多。
主要原因是扇出封装具有更多的I/O数量和更高的定制化程度。
从发展情况来看，传统OSAT厂在Fan-out封装方面将受到很大冲击，未来其市场份额将越来越小。
Yole预计，到2024年，Foundry将占据扇出封装市场71%的份额，而OSAT的市场份额将下降至19%。
以台积电为例。
2020年，公司将其SoIC、InFO、CoWoS等3DIC技术集成到台积电3D Fabric中，进一步深度融合制程技术和封装技术，提升竞争力。
台积电针对手机AP的InFO封装技术是几乎不使用封装载板的InFO_PoP（Package-on-Package），与OSAT基于载板技术的FC-PoP竞争。
最先进的封装技术多用于手机芯片，如应用处理器AP。
在手机AP封装结构中，下层是逻辑IC，上层是DRAM。
如果采用InFO_PoP技术，芯片客户必须首先购买DRAM。
但由于DRAM具有类似期货的价格走势，且晶圆级扇出成本较高，近年来，虽然InFO_PoP已发展至第七代，但实际量产订单仍以苹果AP为主。
考虑到DRAM的采购成本，台积电推出了InFO_B（仅底部）衍生技术，只有下部逻辑IC封装部分。
据了解，联发科等人对此技术非常感兴趣。
毕竟移动AP要考虑性能、功耗、体积、散热等。
发展趋势没有改变。
也许Fan-out技术是与高通竞争、追赶苹果的关键。
一线IC设计公司指出，虽然手机芯片厂商愿意引入Fan-out等先进封装技术，但产线首先会瞄准少数顶级旗舰AP，并会优先考虑最量产的Foundry生产经验。
日月光、Amkor、长电等OSAT厂商在载板型FC封装技术方面实力雄厚，需求量巨大。
即使在4nm和3nm工艺中，FC封装仍然是具有成本效益优势的首选。
然而，IC设计公司需要更加差异化的产品和服务。
IC设计公司获得先进工艺生产能力后，进入后端封装工艺。
市场上唯一拥有大规模量产手机AP Fan-out封装经验的公司是台积电。
。
至于三星，先进封装技术起步晚于台积电。
三星原本想采用扇出面板级封装（FOPLP）技术来抢占手机AP市场份额。
然而，三星一直未能解决FOPLP翘曲等问题。
同时，FOPLP封装的芯片精度无法与晶圆级封装相比，导致无法改善良率和成本问题。
目前，采用FOPLP量产的芯片仍主要应用于智能穿戴设备，在智能手机等要求更高的应用领域尚无法实现大规模量产。
面对不成功的FOPLP，三星在2020年推出了3D堆叠技术“X-Cube”，2021年还宣布正在开发“3.5D封装”技术。
为了在先进封装技术上赶上竞争对手，2022年6月，三星DS部门成立了半导体封装工作组（TF），直属DS部门CEO。
作为IDM，英特尔也在积极布局2.5D/3D封装，其封装产品量产时间晚于台积电。
Intel 2.5D封装的代表技术是EMIB，可以对标台积电的CoWoS技术，3D封装技术Foveros可以对标台积电的InFO。
不过，目前以及可预见的未来，英特尔的封装技术主要应用在自家产品中，对市场影响较小。
与Foundry和IDM相比，传统OSAT在多功能基板集成组件（如SiP封装）方面具有优势，市场份额也更大。
此外，OSAT擅长扇入封装，仍将是市场的主要参与者。
与Foundry的SiP封装技术相比，OSAT工厂（ASE等）的优势在于异构集成。
例如，Apple Watch S系列高密度集成了各种有源和无源器件。
相关技术多应用于射频、基站、汽车电子等领域。
其他领域的多设备集成。
Foundry不太愿意在这一领域布局，主要关注高性能计算和高端传感所需的高难度、高密度封装工艺。
因此，异构SiP封装对于OSAT来说是一个稳定的增量市场。
据Yole统计，2020年OSAT占据SiP市场份额的60%，而Foundry和IDM分别占据14%和25%。
03.结论对于国际厂商来说，传统封装技术已经淹没在“红海”中，投资价值不大。
随着先进制造工艺的发展越来越不符合摩尔定律，退而求其次的就是在先进封装工艺上下功夫。
这是市场应用发展提出的需求。
因此，国际各大厂商，尤其是先进制程技术处于行业领先地位的厂商，无论是Foundry还是IDM，都开始在最先进的封装领域进行大力投入，以期在先进制程+先进封装的融合上形成护城河。
，在未来的竞争中占据更有利的地位。
在发展最先进封装技术的道路上，不同业态的厂商选择了不同的路线。
传统OSAT不具备芯片制造的前端工艺，其封装技术对与工艺技术的集成匹配要求不高。
因此，OSAT仍以多芯片SiP封装为主要发展方向。
Foundry与OSAT正好相反。
需要利用其先进的芯片制造技术，走芯片制造+封装的高度集成路线。
IDM介于Foundry和OSAT之间，比较平衡。
无论是晶圆级封装还是先进SiP，IDM都有着广阔的应用领域。
就目前的情况来看，在与先进制程技术（10nm以下）相匹配的先进封装技术方面，英特尔是唯一能够掌控并愿意大量投入的IDM。
由于对外销售的份额非常有限，与领先的Foundry和OSAT相比，英特尔开发最先进的封装技术主要是为了“自娱自乐”。
未来能否扩张取决于公司晶圆代工业务的发展情况。
情况。