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一線發聲！先進封裝，成為焦點
根據摩爾定律，晶片內部的電晶體數量每隔 18~24 個月翻番，同時性能提升一倍。隨著半導體技術逐漸逼近物理極限，電晶體尺寸的微縮也越來越困難。
對此，業內普遍採取兩大策略應對：一是深入研發更尖端的製程技術，二是積極探索創新封裝方案，以期突破當前技術瓶頸。然而，隨著半導體技術不斷邁向納米等級和更精細的領域，晶片的設計和製造變得越來越複雜，成本和時間投入也顯著增加。
根據IBS的統計及預測，從16nm到10nm，每10億顆電晶體的成本降低了30.7%，從7nm到5nm成本下降了17.8%，而從5nm到3nm成本僅下降了4.2%。
在這一背景下，先進封裝技術顯得尤為重要。
先進封裝先進在那裡？它與傳統封裝相比又有那些顯著優勢？
01 傳統封裝VS先進封裝
傳統封裝是通常先將原片切割成單個晶片，再進行封裝的工藝形式。其主要目的是保護晶片免受物理和化學環境的影響，並幫助晶片與外部電路進行連接。主要包括DIP、SOP、TO、LCC、QFP、WB BGA等封裝形式。
先進封裝是指處於最前沿的封裝形式和技術，主要包括倒裝焊（Flip Chip）、晶圓級封裝（WLP）、2.5D封裝（Interposer）、3D封裝（TSV）、SiP（System in Packag，系統級封裝）、 Chiplet等。
各自的優點與缺點
傳統封裝具有技術成熟、成本較低以及可靠性更高的優點；然而它也面臨著封裝體積較大、電性能及熱性能有限以及無法滿足高端應用需求的缺點。
先進封裝具有尺寸小型化、高性能、高可靠性以及低成本的優點；與此同時它也面臨著製造技術難度高、成本高的缺點。
傳統封裝技術成熟，成本較低，因此仍被廣泛應用於對成本敏感或對性能要求不高的領域。
先進封裝由於其高性能和高整合度，廣泛應用於各類晶片和下游高端應用中，其中包括人工智慧、智能駕駛、AR/VR、HPC、手機通訊、區塊鏈等，應用晶片包括CPU/GPU、APU、DPU、MCU、ASIC、FPGA、儲存、感測器、模擬晶片、光伏子等。
02 先進封裝技術，IDM和Foundry大廠走在前列
目前來看，在先進封裝技術商業化方面，台積電起步最早，市場影響力也最大。
台積電已相繼推出了基板上晶圓上的晶片（Chip on Wafer on Substrate, CoWoS）封裝、整合扇出型（Integrated Fan-Out, InFO）封裝、系統整合晶片（System on Integrated Chips, SoIC）等；當前，火爆的 HBM 記憶體主要採用的就是台積電的 CoWoS 封裝技術。
除了上述技術，台積電還在開發新的封裝技術。據悉，該晶圓代工龍頭已經組建了專門的團隊，切入專業封裝測試廠（OSAT）過去多年來一直開發的 FOPLP（Fan-out Panel Level Package）封裝技術。台積電開發的 FOPLP 可以看作是矩形 CoWoS 封裝，目前主要針對以輝達為主的 AI GPU 領域，具有單位成本更低、封裝尺寸更大等優勢。
三星、英特爾也已投身新一代先進封裝技術的開發工作。
目前，三星自研的先進封裝技術和服務包含 I-Cube（2.5D），以及 X-Cube（3D）等。三星的 I-Cube 封裝技術有多個版本，其中，I-Cube S 是一種異構技術，將一塊邏輯晶片與一組 HBM 裸片水平放置在一個硅中介層上，可實現高算力、高頻寬資料傳輸及低延遲，I-Cube E 技術採用硅嵌入結構，擁有 PLP（面板級封裝技術）大尺寸、無硅通孔結構的 RDL 中介層等特點。H-Cube 是一種混合載板結構，將 ABF 載板和 HDI（高密度互連）技術相結合，可在 I-Cube 2.5D 封裝中實現較大封裝尺寸。
今年7月，韓媒ETNews報導稱，三星電子的AVP先進封裝部門正在開發麵向AI半導體晶片的“3.3D”封裝技術，並計畫於2026年第二季度實現量產。這一技術的開發不僅標誌著三星在封裝領域的技術突破，也可能為AI晶片市場帶來革命性的變化。
據悉，三星電子裝置解決方案（DS）部門最近進行了組織重組和人員擴充，以增強其封裝競爭力。此舉正值三星在半導體代工領域面臨越來越大的挑戰，特別是在封裝領域，台積電十多年來一直在加強其地位。
英特爾正在推廣其嵌入式多晶片互連橋（EMIB）2.5D 封裝技術。結構簡單、訊號干擾低是 EMIB 的主要優勢，應用這一技術，封裝過程中無需製造覆蓋整個晶片的硅中介層，以及遍佈在硅中介層上的大量硅通孔，使用較小的硅橋在裸片間進行互聯即可。與普通封裝技術相比，EMIB 由晶片 I/O 至封裝引腳連接並未發生變化，無需再通過硅通孔或硅中介層進行走線。這種架構和工藝，不僅可以降低不同裸片間的傳輸延時，還減少了訊號傳輸干擾。
除此之外，日月光投控、安靠科技等傳統 OSAT 大廠也在瞄準先進封裝這一市場。
日月光正在開發新的封裝技術，如扇出型基板上晶圓封裝 (Fan Out Chip on Substrate)。FOCoS為業界創新的系統級封裝整合技術，是VIPack垂直互連整合封裝平台的６大核心封裝技術之一員，包含兩種不同的工藝流程：Chip First (FOCoS-CF)和Chip Last (FOCoS-CL)，提供卓越的板級可靠性 (board level reliability)和電氣性能，可以滿足網路和人工智慧應用整合的需求，提供更快、更大的資料吞吐量以及更高效能的運算能力。
去年12月，安靠科技表示，將斥資20億美元在美國亞利桑那州皮奧里亞市建造一座新的先進半導體封裝和測試設施，可創造多達2000個就業崗位，預計在未來兩到三年內開始生產。該設施將為附近的台積電工廠生產的晶片進行封裝和測試。
與此同時，隨著美國晶片法案的撥款持續推進，安靠科技也成為大眾關注的焦點之一，原因為：今年7月，美國拜登政府宣佈，美國商務部和半導體封測大廠安靠簽署了一份不具約束力的初步條款備忘錄 （PMT）。美國商務部將根據《晶片與科學法案》提供高達 4 億美元的擬議直接資金，以支援全美最大封裝設施建設。該工廠預計將採用2.5D和3D封裝技術，聚焦自動駕駛汽車、5G/6G智慧型手機和大型資料中心客戶，並有望與台積電、蘋果等形成共振。
03 國產廠商，積極佈局
目前中國大陸地區的封裝廠也在積極佈局各類先進封裝，並開發出了具有特色的新工藝，比如：
國內傳統OSAT廠商長電科技已經掌握了包括WLP、2.5D、3D、SiP等在內的全方位先進封裝技術解決方案。長電科技推出的XDFOI Chiplet高密度多維異構整合系列工藝已進入穩定量產階段，同時實現了國際客戶4nm節點多晶片系統整合封裝產品的出貨。
近日，長電科技公佈了2024年上半年的財報，顯示公司在報告期內實現了營收154.87億元，同比增長27.22%；歸母淨利潤達到6.19億元，同比增長24.96%；扣非歸母淨利潤為5.81億元，同比大幅增長53.46%。
通富微電總部位於江蘇南通，公司與國際CPU/GPU大廠緊密合作，特別是與AMD的深度合作，建構了國內最完善的Chiplet封裝解決方案。通富微電在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D堆疊等先進封裝技術上具有優勢。
去年年初，通富微電表示，公司是AMD最大的封裝測試供應商，佔其訂單總數的80%以上，未來隨著大客戶資源整合漸入佳境，產生的協同效應將帶動整個產業鏈持續受益。
華天科技已掌握了 SiP、FC、TSV、Bumping、Fan-Out、WLP、3D 等積體電路先進封裝技術。SiP封裝技術方面，華天科技能夠提供設計、模擬、封裝及測試一站式完整解決方案、射頻模組解決方案，可實現基於FOWLP，FC，WB，FC+WB等互連方式的SiP封裝方案，可實現基於銅框架、樹脂基板、陶瓷基板等SIP解決方案。
上半年，華天科技營業總收入為67.18億元，較去年同期增長32.02%，歸屬於上市公司股東的淨利潤2.23億，較去年同期增長254.23%。
甬矽電子則專注於中高端先進封裝的佈局，其積極探索Chiplet技術，成功開發實現Multi-chip Fan-out（多晶片扇出晶圓級封裝）及Fan-out chip FCBGA（FO-FCBGA）封裝技術，同時佈局加快推進2.5D/3D先進高階晶圓級封裝等技術。同時甬矽電子運用於運算、伺服器等領域的大顆FCBGA產品已實現量產。
上半年，甬矽電子實現營業收入16.29億元，同比增長65.81%；毛利率在今年上半年穩步回升，整體毛利率達到18.01%，同比增加5.83個百分點；綜合以上因素，公司2024年上半年實現扭虧為盈，歸屬於上市公司股東的淨利潤同比增加9100.47萬元。
晶方科技作為全球第二大能為影像感測晶片提供WLCSP量產服務的專業封測服務商。擁有WLCSP、TSV等先進封裝技術，同時具備8英吋、12英吋晶圓級晶片尺寸封裝技術規模量產封裝能力。
上半年，晶方科技營業收入為5.4億元，同比增長11.08%。歸屬於上市公司股東的淨利潤為1.1億元，較上年同期增長43.67%；扣除非經常性損益後的淨利潤為9028萬元，同比增長52.39%。
04 專業人士，線上發聲！
近日，半導體產業縱橫記者與業內專業人士圍繞先進封裝的發展趨勢展開討論，各方人士紛紛發表了獨到而專業的見解。
此前，中國半導體行業協會理事長陳南翔在接受中央廣播電視總台CGTN專訪時表示，封裝技術的重要性恐怕都要超過晶圓製造技術的重要性 。
也有人說：先進封裝技術是“後摩爾時代”“超越摩爾”的重要路徑。對於這句話，您怎麼看？
雲天半導體表示，先進封裝通過2.5D/3D堆疊、異質整合等方式，在縮小體積、提升性能、降低功耗等方面發揮關鍵作用，封裝技術已不再僅僅是“後端”的工藝，而是成為了推動半導體行業技術進步的重要驅動力。實際上，陳南翔的觀點強調了封裝技術在現代半導體產業中的核心地位，這是對產業趨勢的深刻洞察。
先進封測的主要市場需求來自那些應用領域？
銳傑微表示，當前先進封裝從應用規模看，主要應用場景有三類領域：算力、高頻寬儲存和高速聯接。
先進封裝具有的特點是：寄生參數小、互聯路徑短、傳輸阻抗連續性好；單位面積互聯密度、頻寬、bump、I/O密度高，每bit傳輸功率、互聯功耗低；介質材料的介電常數低、正切功率損耗角低；封裝尺寸彈性高、可以支援跨度較大的TDP的需求。
這些特點，很好契合算力、高頻寬儲存和高速聯接應用場景對高性能的追求，以及滿足散熱功耗要求。
如何看待全球半導體封測市場的競爭格局？
有業內人士指出，就當前的市場情形而言，部分頭部的 IDM 和 Foundry 廠與 OSAT 正處於錯位競爭的態勢。其中，前者著力於 2.5D/3D 堆疊技術的探索與突破，後者則在倒裝、扇出以及晶圓級封裝等領域深耕細作。
值得注意的是，儘管競爭策略各異，但整個半導體封測市場正朝著先進封裝這一共同目標邁進。隨著晶片設計複雜度的不斷提升和應用場景的日益多樣化，先進封裝技術成為了提升產品競爭力的關鍵。
與國際巨頭相比，中國封測企業有那些優勢和劣勢？
銳傑微表示，依據統計資料，截止2023年，中國大陸的封測市場總規模佔據全球封測市場的48%。從封測市場的結構佔比看，全球先進封測市場結構佔比為49.6%，中國大陸先進封測結構佔比為20%。從以上資料中可以看出，中國大陸市場雖然佔據全球市場規模的半壁江山，中國大陸市場對先進封測的需求度不足，尤其是缺乏具有較大規模的標竿群體客戶，造成了中國大陸的封測企業在該領域的創新動力和投入有待提高。
另外，中國大陸封測企業對人才重視程度不足，缺乏培養人才的系統性、階梯性環境和投入，總體上中國大陸封測企業處在大而不強的階段。中國封測企業的優勢是擁有世界上最大的市場依託，企業競爭意識強，市場響應迅速，在技術、裝備、產能等方面迭代快。
未來中國封測企業的機會在那裡？
雲天半導體表示，本土封測企業在高端封裝技術上的積累相對薄弱，特別是在先進封裝（如2.5D/3D IC封裝、扇出型封裝等）領域，還有很多的路要探索。未來，機遇或許在於加大研發投入，力求在先進封裝技術上實現突破，從而盡快在先進封裝領域完成國產化，整合產業鏈資源，進而提升中國企業的整體競爭力與市場抗風險能力。
業內人士則從應用端切入並表達了他的想法：大家都在說的AI的範圍還是相對大了一點，若要再聚焦一點，那這一應用領域當屬資料中心。首先從需求端來看，資料中心的搭建需要用到大量高算力的CPU和GPU，因為這些高性能晶片是支撐資料中心高效運作的關鍵所在。再從供應端來看，高整合度、高頻寬、高傳輸速率正是當前先進封裝所解決的問題。
再從市場的角度來看，最近兩年不管是政府還是營運商採購，都在向自主化方向傾斜，這對於中國封測企業而言，無疑是一個重要的契機。隨著自主化處理程序的推進，國內對晶片的需求將更加注重本土供應鏈的穩定和可靠。封測企業可以積極參與到國內晶片產業的自主化建設中，與晶片設計企業和製造企業緊密合作，共同打造完整的自主化產業鏈。
再看產能，隨著資料中心規模的不斷擴大，市場對晶片的需求量也將持續增長。中國封測企業憑藉本土優勢和成本優勢，可以更好地滿足國內資料中心建設的需求，拓展市場份額。
陳南翔表示，中國晶片產業目前還沒有達到爆髮式增長，但那一天終究會到來，未來3-5年將看到這一進步。他相信，憑藉不斷增長的人才基礎和長遠的考慮，國內產業能夠在競爭激烈的全球市場中蓬勃發展，而且在未來積體電路產業的發展中一定正孕育著一個巨大的成功模式。
04 先進封裝項目，正遍地開花
先進封裝分析師稱，AI帶動先進封裝的需求持續強勁，先進封裝未來有希望成為全球封測市場的核心增長驅動。目前整體CoWoS產能持續緊缺。台積電預估2024~2025年整體CoWoS產能都將實現倍增，2025年供應緊張程度會有一定緩解。2023年先進封裝全球市場規模達到439億美元，預計2024年市場規模將增長到492億美元，同比增長達12%；預計2028年市場規模將達到724億美元，2022~2028年的復合增速接近9%。
與此同時，國內封測廠商也在加緊佈局先進封裝技術，先進封裝項目遍地開花。
近日，江蘇芯德半導體科技股份有限公司宣佈，揚州晶圓級芯粒先進封裝基地項目於8月8日主體結構順利封頂。
芯德科技指出，作為一座專注於2.5D/3D等尖端先進封裝技術的現代化智能製造工廠，揚州基地的即將投入使用顯著增強了公司先進封裝領域的競爭優勢。據悉，芯德科技成立於2020年9月，公司擁有積體電路和先進封裝兩個事業部，目前可為客戶提供Bumping、WLCSP、Flip Chip PKG、QFN、BGA、SIP、SIP-LGA、2.5D的封裝產品設計和服務。
近日，松山湖佰維儲存晶圓級封測項目正式動工開建，預計將於2025年全面投產。
據悉，松山湖佰維儲存晶圓級封測項目由深圳佰維儲存科技股份公司子公司廣東芯成漢奇半導體技術有限公司投資建設，項目用地已於今年5月30日成功摘牌。用地面積約102畝，總投資30.9億元，專注於晶圓中段製造和測試，高頻寬儲存記憶體封測技術研發，提供12英吋晶圓凸塊（bumping）、再布線加工(RDL)和2.5D/3D等封測服務。一期投資額約為12.9億元，規劃先進晶圓級封裝8萬片/年，二期投資額為18億元，將於2025年全面投產。
該項目主要打造晶圓級先進封測基地，提供全方位的先進封裝測試服務，助力東莞積體電路產業規模擴張與技術水平躍升。
近期，芯植微“年封裝12萬片晶圓級先進封裝項目”開工儀式在嘉興南湖順澤路677號舉行。嘉興南湖工廠的動工標誌著芯植微正式進軍顯示驅動晶片封測行業，並努力將嘉興南湖工廠打造成技術領先、服務優質的先進封測產業基地。
芯植微電晶圓級先進封裝項目實施主體為浙江芯植微電子科技有限公司，成立於2023年12月，致力於先進封測技術的應用與研究，已掌握了bumping、RDL、TSV等先進封裝的工藝方法。該項目總投資15億，其中一期投資2.5億建設年封裝 12 萬片12吋晶片生產線一條，建築面積13586㎡。二期擬使用土地面積60畝，實現年封裝72萬片晶片先進封裝全流程封測的生產能力。
可以看到，中國先進封裝行業正處於快速發展的階段，隨著技術進步和市場需求的增加，該行業未來的發展前景廣闊。 (半導體產業縱橫)