《電子技術(shù)應(yīng)用》
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前途無量的先進(jìn)封裝

2020-06-23
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察


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    在我國封測企業(yè)通過國際并購和研發(fā)創(chuàng)新加速成長,全球封測市場持續(xù)回暖的背景下,,我國封測產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展,。中國半導(dǎo)體協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,大陸封測市場規(guī)模從2012年的1034億元增長至2018年的2196億元,。在2019年封測市場,,中國大陸占比達(dá)到28%,僅次于中國臺灣,。但也需看到,,在先進(jìn)封裝領(lǐng)域,我國企業(yè)與國際龍頭仍存在較大差距,,且在臺積電,、三星等晶圓和IDM廠商持續(xù)加碼先進(jìn)封裝的情況下,圍繞先進(jìn)封裝技術(shù)的爭奪會更加激烈,。我國企業(yè)需要卡位先進(jìn)封裝,,把握市場機(jī)遇,提升在中高端市場的競爭力與國際話語權(quán),,推動我國封測產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量,、高端化發(fā)展。

    廠商競相卡位先進(jìn)封裝

    順應(yīng)電子元器件小型化,、多功能,、縮短開發(fā)周期等需求,先進(jìn)封裝在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的比重穩(wěn)步提升,。Yole預(yù)計,,2018—2024年,先進(jìn)封裝市場的年復(fù)合增長率為8%,,預(yù)計在2024年達(dá)到440億美元左右,,而同一時期,傳統(tǒng)封裝市場的年復(fù)合增長率僅為2.4%,。為搶占技術(shù)高地,,全球主要封測廠、晶圓廠,、IDM都在加緊布局先進(jìn)封裝,。

    早在2015年,,長電科技就獲得了蘋果的SiP(系統(tǒng)級封裝)模組訂單。近年來,,我國在SiP封裝領(lǐng)域取得了一系列成果,。長電科技成功于2020年4月通過全球行業(yè)領(lǐng)先客戶的認(rèn)證,實現(xiàn)雙面封裝SiP產(chǎn)品的量產(chǎn),。通富微電子推出了引腳數(shù)分別為8,、9、10的SiP封裝方案,。天水華天已經(jīng)具備基于FOWLP,、FC、WB等互連方式的SiP封裝方案,。

    業(yè)界專家莫大康向《中國電子報》指出,,集成是“超越摩爾定律”的一個關(guān)鍵方面,而SiP能在不單純依賴半導(dǎo)體工藝縮放的情況下,,實現(xiàn)更高的集成度,。

    “SiP不再一味關(guān)注摩爾定律帶給芯片的性能上升和功耗下降,而是從市場需求出發(fā),,實現(xiàn)終端電子產(chǎn)品的輕薄短小,、多功能、低功耗等特性,。在行動裝置與穿戴裝置等輕巧型產(chǎn)品興起后,,SiP的重要性日益顯現(xiàn)?!蹦罂嫡f,。

    從技術(shù)研發(fā)來看,SiP涉及的多為封裝廠已經(jīng)具備的技術(shù),,但是集成多種芯片的封裝結(jié)構(gòu),,對廠商的機(jī)臺配比和管理能力提出了更高要求。

    “在SiP封裝技術(shù)中,,一個封裝體里面可能有幾十顆裸芯片,,如果一個幾分錢的裸芯片壞了,就會把幾十顆裸芯片都浪費(fèi)掉,,非常考驗廠商的管理能力,。同時,,廠商需要圍繞SiP需求布置產(chǎn)線,或?qū)υ械臋C(jī)臺配比進(jìn)行調(diào)整,,并保證機(jī)臺的利用效率,?!蹦柧⒏笨偛谩⑺傩疚㈦娮佣麻L唐偉煒向《中國電子報》表示,。

     除了系統(tǒng)級封裝,,晶圓級封裝、3D封裝也是封裝業(yè)發(fā)展的主要趨勢,。Yole統(tǒng)計顯示,,2018年FLIP-CHIP技術(shù)占整個先進(jìn)封裝市場份額的80%以上,預(yù)計到2024年FLIP-CHIP份額將降至70%左右,。未來五年,,預(yù)計先進(jìn)封裝市場成長最快速的技術(shù)是扇出型封裝和硅通孔。

    先進(jìn)封裝對延續(xù)摩爾定律生命周期的重要性,,也引起了晶圓廠商和IDM廠商的重視,。CINNO Rearch相關(guān)負(fù)責(zé)人向《中國電子報》記者指出,在后段異質(zhì)高階封裝技術(shù)水平越來越高的發(fā)展情況下,,封裝勢必融入前段工藝,,為客戶提供“一條龍”式最高經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)方式,這是晶圓廠商布局先進(jìn)封裝的優(yōu)勢所在,。

    芯謀研究首席分析師顧文軍向《中國電子報》記者指出,,晶圓級封裝和3D封裝是未來主要的封裝趨勢,臺積電,、中芯國際等晶圓代工廠和三星等IDM涉足先進(jìn)封裝業(yè)務(wù),,將對整個封裝產(chǎn)業(yè)帶來巨大影響。臺積電引入CoWoS(基片上晶圓封裝)作為用于異構(gòu)集成硅接口的高端先進(jìn)封裝平臺以來,,從InFO(集成式扇出技術(shù))到SoIC(集成芯片系統(tǒng)),,再到3D多棧(MUST)系統(tǒng)集成技術(shù)和3D MUST-in-MUST (3D-mim扇出封裝),進(jìn)行了一系列創(chuàng)新,。三星推出了FOPLP(扇出型面板級封裝)技術(shù),,英特爾推出了邏輯芯片的3D堆疊封裝方案Foveros,中芯國際與長電科技聯(lián)合成立的中芯長電發(fā)布了超寬頻雙極化的5G毫米波天線芯片晶圓級集成封裝SmartAiP,。未來晶圓廠,、IDM將成為推動先進(jìn)封裝在高端市場滲透的重要力量。

     新興技術(shù)帶來市場增量

     由于疫情對世界經(jīng)濟(jì)造成沖擊,,下游終端市場需求不振,,全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈出現(xiàn)阻斷,市調(diào)機(jī)構(gòu)對于2020年半導(dǎo)體營收的預(yù)測出現(xiàn)不同程度的下調(diào),。但是,,以5G、AI,、汽車電子為代表的新興技術(shù),,將帶動各行各業(yè)的智能化,、數(shù)字化、信息化轉(zhuǎn)型,,對電子元器件的需求也將大幅上升,,為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來廣闊的市場機(jī)遇,并形成封裝產(chǎn)業(yè)的市場增量,。

    顧文軍向記者指出,,5G、高性能計算,、汽車電子,、CIS是拉動封裝產(chǎn)業(yè)成長的重要動能。

    在5G方面,,由于5G芯片天線數(shù)量激增且可用面積維持不變,,AiP封裝成為廠商的理想解決方案,AiP主要采用SiP或PoP結(jié)構(gòu),,將RF芯片置入封裝,,以實現(xiàn)縮小體積、減少傳輸距離并降低信號傳輸損耗的目的,。

    “先進(jìn)封裝工藝的需求與日俱增,,但產(chǎn)能卻沒有跟上,是目前封測產(chǎn)業(yè)的市場機(jī)遇,。其中SiP技術(shù)的發(fā)展是我國封裝企業(yè)很好的發(fā)展機(jī)會,。”顧文軍說,。

     高性能計算方面,,高性能計算機(jī)以及高頻、高速,、高可靠,、低延遲、微系統(tǒng)集成等需求推動了AiP,、FC,、2.5D和3D、扇進(jìn)和扇出型封裝等先進(jìn)封裝技術(shù)的應(yīng)用,。同時,,汽車電子和CIS也將對封裝產(chǎn)業(yè)起到拉動作用。

    “相比傳統(tǒng)汽車,,新能源汽車需要用到更多的電子器件,,由汽車電子帶動的相關(guān)市場是封測發(fā)展的重要機(jī)會?!鳖櫸能姳硎?,“在CIS方面,過去幾年手機(jī)拍照是最大的終端用戶市場,。未來五年,,汽車電子、醫(yī)療,、安防等也將為CIS注入發(fā)展動力,,并形成封測業(yè)務(wù)的市場增量?!?/p>

    唐偉煒表示,,交通、建筑,、照明,、安防、家居等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型的過程中,,對于電子元器件的需求將大幅提升,,為封測業(yè)帶來廣闊的市場空間。以樓宇照明為例,,傳統(tǒng)的燈管費(fèi)電且不智能,,如果換成LED照明,并通過服務(wù)器來控制,,實現(xiàn)智能感應(yīng),,可以極大地降低功耗。

    “一平方米的樓宇照明,,就要用到大約2000多顆LED的小芯片,。同理,未來插座也將通過感應(yīng)芯片實現(xiàn)自動斷電,,加上樓房里的監(jiān)控,、安防系統(tǒng),都要用到大量的芯片,。在智能家居方面,,語音控制芯片以及配套的射頻、連接芯片,,現(xiàn)在已經(jīng)能看到實實在在的需求,,起量很快?!碧苽槺硎?。

    從價值鏈低端走向高端

    雖然中國大陸封測產(chǎn)業(yè)的市場占比已經(jīng)達(dá)到28%,且有長電科技,、通富微電子,、華天科技三家營收躋身全球前十的封測企業(yè),。但在中高端市場,我國封裝企業(yè)的話語權(quán)有待提升,,需要持續(xù)攻關(guān),,掌握先進(jìn)封裝技術(shù),做好人才儲備,、產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè),,并提升市場響應(yīng)能力。

    顧文軍表示,,當(dāng)前中國封裝產(chǎn)業(yè)還存在著許多挑戰(zhàn):一是與國際大廠在先進(jìn)封裝技術(shù)的差距需要進(jìn)一步縮?。欢钱a(chǎn)業(yè)鏈的完善程度有待提升,,需補(bǔ)齊,、強(qiáng)化在光刻膠、電鍍液,、粉末樹脂等材料和制造設(shè)備領(lǐng)域的短板和弱項,;三是人才供給面臨緊缺;四是3D IC堆疊和Fan-out扇出封裝等先進(jìn)封裝技術(shù)是發(fā)展最快的先進(jìn)封裝平臺,,需加強(qiáng)對先進(jìn)封裝平臺和技術(shù)的布局,;五是供應(yīng)鏈的延伸導(dǎo)致封測產(chǎn)業(yè)的競爭加劇,終端廠商進(jìn)入IC設(shè)計,,晶圓跨界封裝越來越成為趨勢,。

     莫大康表示,中國半導(dǎo)體封裝業(yè)必須兩頭抓,。首先要大力開發(fā)先進(jìn)技術(shù),,進(jìn)軍高端市場。

    “如果僅僅聚焦于中低端市場,,推出低附加值的產(chǎn)品技術(shù),,企業(yè)很難形成規(guī)模并做強(qiáng)做大。我國封裝企業(yè)必須加強(qiáng)研發(fā)與投資,,積極開發(fā)先進(jìn)技術(shù),,結(jié)合巨大的應(yīng)用市場,走以產(chǎn)品為特色的發(fā)展路徑,。SiP,、Chiplet等技術(shù)是重點(diǎn)研發(fā)方向?!蹦罂嫡f,。

     同時,中國半導(dǎo)體封裝業(yè)需進(jìn)一步提升競爭力和國際話語權(quán)。

    “在先進(jìn)封裝技術(shù)中,,由于大部分技術(shù)是近10年發(fā)展起來的,,各國從業(yè)者幾乎處在同一起跑線上。必須樹立信心,、集中資源,、扎實工作,搜羅優(yōu)秀人材,,加強(qiáng)合作,在全球封裝中開出一條新的路徑,?!蹦罂当硎尽?/p>

    顧文軍指出,,我國封測產(chǎn)業(yè)要從四個方面提升競爭力,。一是當(dāng)前形勢下,最需要的是戰(zhàn)略定力,。要敢于堅持得到實踐證明的有效做法,,并加以改進(jìn)完善,避免運(yùn)動式,、間歇式的攻關(guān),。二是不能孤立、被動的應(yīng)對“短板”問題,,必須有系統(tǒng)性的策劃,,通過整體能力的提升、局部優(yōu)勢的建立,,形成核心競爭力,。三是創(chuàng)新不是“自己創(chuàng)新”,必須堅持開放合作,。要發(fā)揮中國市場潛力,,開拓新的空間,掌握核心技術(shù),,在全球產(chǎn)業(yè)分工中從價值鏈低端走向高端,。四是在集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,產(chǎn)業(yè)鏈,、創(chuàng)新鏈,、金融鏈“三鏈融合”是必由之路,需要更專業(yè)的投融資平臺和更寬松的信貸政策扶持,。

    唐偉煒表示,,中國封測產(chǎn)業(yè)要做大做強(qiáng),首先要從人才培養(yǎng)入手,將高端人才吸引到封測產(chǎn)業(yè);同時要提升產(chǎn)業(yè)鏈完善程度,,增強(qiáng)對關(guān)鍵IP,、材料、設(shè)備的研發(fā)攻關(guān),,這樣封測產(chǎn)業(yè)才能配合上游環(huán)節(jié),,提升對市場需求的響應(yīng)速度;此外,封測企業(yè)既要有潛心研究的定力,,也要有緊跟市場的魄力,,要提前做好技術(shù)積累和產(chǎn)能規(guī)劃,獲得更多發(fā)展機(jī)遇,。

    

    

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