最近Yole Développement發(fā)布了2021年封裝市場(chǎng)的數(shù)據(jù)情況，值得注意的是，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)電科技、通富微電均進(jìn)入全球先進(jìn)封裝支出前七。

在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域中，中國(guó)企業(yè)正在一步一步走出自己的道路。

封裝發(fā)展演進(jìn)史

封裝作為半導(dǎo)體制造中的后道工序，其作用是將生產(chǎn)加工后的晶圓進(jìn)行切割、焊線塑封、使集成電路與外部期間實(shí)現(xiàn)電器連接、信號(hào)連接的同時(shí)，對(duì)集成電路提供物理保護(hù)。據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)，封裝環(huán)節(jié)占整個(gè)封裝市場(chǎng)份額的80-85%。

實(shí)際上，以2000年為節(jié)點(diǎn)，我們可以將封裝產(chǎn)業(yè)分為傳統(tǒng)封裝階段和先進(jìn)封裝階段。從技術(shù)上來看，先進(jìn)封裝與傳統(tǒng)封裝的最大區(qū)別在于連接芯片的方式，先進(jìn)封裝可以在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的設(shè)備密度，并使功能得到擴(kuò)展。

20 世紀(jì) 70 年代以前(通孔插裝時(shí)代)，封裝技術(shù)是以 DIP 為代表的針腳插裝，特點(diǎn)是插孔安裝到 PCB 板上。這種技術(shù)密度、頻率難以提高，無法滿足高效自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。

20 世紀(jì) 80 年代以后(表面貼裝時(shí)代)，用引線替代第一階段的針腳，并貼裝到PCB板上，以SOP和QFP為代表。這種技術(shù)封裝密度有所提高，體積有所減少。

20 世紀(jì) 90 年代以后(面積陣列封裝時(shí)代)，該階段出現(xiàn)了BGA、CSP、WLP為代表的先進(jìn)封裝技術(shù)，第二階段的引線被取消。這種技術(shù)在縮減體積的同時(shí)提高了系統(tǒng)性能。

20 世紀(jì)末，多芯片組件、三維封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝開始出現(xiàn)。

21 世紀(jì)以來，系統(tǒng)級(jí)單芯片封裝(SoC)、微機(jī)電機(jī)械系統(tǒng)封裝(MEMS)成為主流。

實(shí)際上，倒裝(FlipChip)，凸塊(Bumping)，晶圓級(jí)封裝(WLP)，2.5D封裝(interposer，RDL等)，3D封裝(TSV)等方式都被認(rèn)為是先進(jìn)封裝的范疇。目前，從先進(jìn)封裝技術(shù)平臺(tái)細(xì)分來看，倒裝術(shù)應(yīng)用最廣，占據(jù)75%左右的市場(chǎng)份額，其次為扇入晶圓級(jí)封裝(Fan-in WLP)和扇出晶圓級(jí)封裝(Fan-out WLP)。

對(duì)于頭部封裝企業(yè)，先進(jìn)封裝已經(jīng)成為重要的盈利增長(zhǎng)點(diǎn) 。以長(zhǎng)電科技為例，先進(jìn)封裝的均價(jià)是傳統(tǒng)封裝均價(jià)的 10倍以上，且倍數(shù)在持續(xù)加大。

我國(guó)封裝行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

封裝是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最早、起步最快的行業(yè)。封裝的技術(shù)門檻相對(duì)較低，屬于需要密集勞動(dòng)力的產(chǎn)業(yè)，我國(guó)巨大的人口紅利下，封裝得到飛速發(fā)展。

中國(guó)封裝市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)持續(xù)高于全球水平，2021-2026年中國(guó)封裝市場(chǎng)CAGR預(yù)計(jì)為9.9%，高于2019-2020年市場(chǎng)規(guī)模CAGR的7.0%。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，到2026年中國(guó)封裝市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到4429億元。

在2018年時(shí)，中國(guó)的封裝企業(yè)就已經(jīng)具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)臺(tái)灣以53%的銷售額占據(jù)當(dāng)年封裝行業(yè)的半壁江山，中國(guó)大陸以21%的份額排在第二。

現(xiàn)在，長(zhǎng)電、通富微電、華天都已經(jīng)進(jìn)入全球封裝企業(yè)前十。長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技按營(yíng)收口徑分列第3、5、6位，市占率分別達(dá)12.0%/5.1%/3.9%，長(zhǎng)電科技已處于國(guó)際第一梯隊(duì)，通富微電與華天科技處于國(guó)際第二梯隊(duì)。

目前國(guó)內(nèi)封裝測(cè)試業(yè)主要分布于江蘇、上海、浙江等地，根據(jù)江蘇省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截止2020年底，中國(guó)半導(dǎo)體封測(cè)企業(yè)有492家，其中江蘇的封測(cè)企業(yè)數(shù)量最多，達(dá)到128家。

收購是國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)起步的契機(jī)，幾年的海外并購使得中國(guó)封裝企業(yè)快速獲得了技術(shù)、市場(chǎng)，彌補(bǔ)了結(jié)構(gòu)性缺陷。

國(guó)內(nèi)封裝巨頭長(zhǎng)電科技，其前身是江陰晶體管廠，2015年長(zhǎng)電收購了星科金朋。

這次收購被評(píng)價(jià)為“蛇吞象”式跨國(guó)并購。星科金朋是新加坡上市公司，在新加坡、韓國(guó)、中國(guó)上海、中國(guó)臺(tái)灣經(jīng)營(yíng)四個(gè)半導(dǎo)體封裝制造及測(cè)試工廠和兩個(gè)研發(fā)中心，具有很強(qiáng)的研發(fā)能力。

當(dāng)時(shí)如果想要購買星科金朋最少需要45億元人民幣，而當(dāng)時(shí)的長(zhǎng)電資產(chǎn)總額為76億元，凈現(xiàn)金流也僅有2億元左右。因此，長(zhǎng)電科技設(shè)置了非常巧妙又極其復(fù)雜的交易結(jié)構(gòu)，使其在出資少的情況下掌握足夠控制權(quán)。

在長(zhǎng)電科技并購了星科金朋后，行業(yè)排名從第六躍升為第四。

目前長(zhǎng)電技術(shù)布局中，擁有FC(倒裝)、eWLB(嵌入式晶圓級(jí)球柵陣列)、TSV(硅通孔封裝技術(shù))、SiP(系統(tǒng)級(jí)封裝)、PiP(堆疊組裝)、PoP(堆疊封裝)、Fanout(扇出)、Bumping(凸塊技術(shù))等技術(shù)。

可以說，長(zhǎng)電科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高中低封裝技術(shù)全面覆蓋。

大陸封裝廠的發(fā)展，并不只長(zhǎng)電收購星科金朋，還有2016年通富微電收購AMD蘇州、2019年華天科技收購馬來西亞封裝廠商Unisem等。

在國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)大基金加持下，大陸封裝廠商通過外延資本并購實(shí)現(xiàn)技術(shù)協(xié)同、市場(chǎng)整合與規(guī)模擴(kuò)張，疊加內(nèi)源持續(xù)高強(qiáng)度資本支出 推進(jìn)技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)了快速崛起。

但隨著海外日益嚴(yán)格的并購審核，以及可并購企業(yè)的減少，走并購的路子算不上是一個(gè)可以廣泛使用的方式。

在未來自主研發(fā)和國(guó)內(nèi)整合或許會(huì)成為封裝的主流。

半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移

從歷史進(jìn)程來看，全球范圍完成了兩次明顯的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，目前整個(gè)行業(yè)正處于第三次轉(zhuǎn)移。

第一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是美國(guó)的裝配產(chǎn)業(yè)向日本轉(zhuǎn)移。在80年代，美國(guó)將技術(shù)、利潤(rùn)含量較低的封裝測(cè)試部門剝離，將測(cè)試工廠轉(zhuǎn)移至日本等其他地區(qū)。

第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是日本向韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣的轉(zhuǎn)移。90年代，由于日本的經(jīng)濟(jì)泡沫，難以繼續(xù)支持DRAM技術(shù)升級(jí)和晶圓廠建設(shè)的資金需求，韓國(guó)趁機(jī)而入確立市場(chǎng)中的芯片霸主地位。同時(shí)，中國(guó)臺(tái)灣利用Foundry優(yōu)勢(shì)逐步取代IDM模式。由于越來越明確的產(chǎn)業(yè)鏈分工，OSAT(封裝和測(cè)試的外包)也逐漸出現(xiàn)。

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移情況

第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。經(jīng)過2008年～2012年的低谷后，全球半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模在2013年開始進(jìn)入復(fù)蘇。由于國(guó)產(chǎn)化需求上升和下游消費(fèi)電子設(shè)備需求的增長(zhǎng)，中國(guó)已成為世界第一大半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)。

在第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中，中國(guó)封裝正在蓄力發(fā)展。受下游需求旺盛影響，封裝廠產(chǎn)能利用率保持高位，出現(xiàn)產(chǎn)能供不應(yīng)求的情況，盈利能力明顯提升。中國(guó)政府高度重視，發(fā)布了促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的政策，全面優(yōu)化完善高質(zhì)量發(fā)展芯片和集成電路產(chǎn)業(yè)的有關(guān)政策。

未來趨勢(shì)是先進(jìn)封裝

伴隨著5G的興起，蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻帶的數(shù)量大量增加，對(duì)于適用智能手機(jī)和其他5G設(shè)備RF前段模塊封裝有新的要求。而數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)對(duì)于語音和數(shù)據(jù)流量的需求，也在推動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的重要?jiǎng)?chuàng)新，迫使設(shè)計(jì)師在單晶片或先進(jìn)封裝上利用異構(gòu)架構(gòu)。這些都使得先進(jìn)封裝細(xì)分市場(chǎng)在系統(tǒng)級(jí)封裝、2.5D和3D封裝架構(gòu)領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新的趨勢(shì)非常清晰。

先進(jìn)封裝的發(fā)展?jié)摿Γ�也引起了中�?guó)封裝企業(yè)的重視，相關(guān)投入正在加速布局。

長(zhǎng)電科技在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，目前先進(jìn)封裝已成為公司的主要收入來源，其中主要來自于系統(tǒng)級(jí)封裝，倒裝與晶圓級(jí)封裝等類型。

2021年7月，長(zhǎng)電科技推出的面向3D封裝的XDFOI系列產(chǎn)品，這基本上是一種RDL優(yōu)先，高密度扇出技術(shù)，為全球從事高性能計(jì)算的廣大客戶提供了業(yè)界領(lǐng)先的超高密度異構(gòu)集成解決方案，預(yù)計(jì)于2022年下半年完成產(chǎn)品驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

在采訪中，長(zhǎng)電科技首席技術(shù)官李春興還表示：“我們正在開發(fā)具有2μm線寬和間距的RDL。相比之下，eWLB是10μm/15μm的線寬和間距。我們正在進(jìn)入高密度扇出市場(chǎng)，為客戶提供新的選擇。許多人都看到了不需要硅中介層的扇出型封裝的價(jià)值。因此，長(zhǎng)電科技計(jì)劃為客戶提供這種高端扇出產(chǎn)品。”

通富微電和AMD一直深度合作，并且也在進(jìn)一步加碼先進(jìn)封裝。在今年1月25日，其發(fā)布公告稱擬募資不超過55億元，主要用于“存儲(chǔ)器芯片封裝測(cè)試生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目”、“高性能計(jì)算產(chǎn)品封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”、“5G 等新一代通信用產(chǎn)品封裝測(cè)試項(xiàng)目”、“圓片級(jí)封裝類產(chǎn)品擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目”和“功率器件封裝測(cè)試擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目”。

除通富微電外，國(guó)內(nèi)其他封裝廠商也在努力研制先進(jìn)封裝。如華天科技致力于研發(fā)多芯片封裝(MCP)技術(shù)、多芯片堆疊(3D)封裝技術(shù)、薄型高密度集成電路技術(shù)、集成電路封裝防離層技術(shù)、16nm晶圓級(jí)凸點(diǎn)技術(shù)等先進(jìn)封裝技術(shù)。

面對(duì)頭部企業(yè)和IDM大廠的競(jìng)爭(zhēng)中，中國(guó)大陸封裝企業(yè)需要如何走好高端化路線?

中國(guó)科學(xué)院院士劉明曾在演講中表示，基于先進(jìn)封裝集成芯片已經(jīng)成為高性能芯片的首選。根據(jù)產(chǎn)品需求選出適配的芯片，再用集成芯片技術(shù)整合成產(chǎn)品，能夠滿足未來多樣性市場(chǎng)的需求。

在技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和生態(tài)建設(shè)的過程中，產(chǎn)業(yè)界需要有很強(qiáng)大的科研實(shí)力。從前瞻研究走向市場(chǎng)應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)界需要進(jìn)行再次創(chuàng)新，擁有更多的科學(xué)研究積累。底層技術(shù)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)如何堅(jiān)守并且獲得支持，才是產(chǎn)業(yè)走得好、走得穩(wěn)的重要基礎(chǔ)。

后摩爾時(shí)代技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)減緩，創(chuàng)新空間和追趕機(jī)會(huì)大。集成電路尺寸微縮的重點(diǎn)將取決于性能、功耗、成本三個(gè)關(guān)鍵因素，新材料、新結(jié)構(gòu)、新原理與三維堆疊異質(zhì)集成技術(shù)是IC行業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

(關(guān)鍵字：半導(dǎo)體)