全球封測市場目前呈現(xiàn)三足鼎立的局勢。
根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究的統(tǒng)計顯示，中國臺灣的企業(yè)在封測領(lǐng)域的營收占比以54%獨占鰲頭，美國企業(yè)以17%緊隨其后，中國大陸的份額也有12%。剩下的份額則被日韓等國瓜分。統(tǒng)計全球封測前十大企業(yè)，基本也是這三個地方廠商的天下，其中中國臺灣獨占5家、中國大陸3家、美國1家，剩下的另一個席位被則被新加坡企業(yè)占據(jù)（聯(lián)測）。
由此可見，中國封測產(chǎn)業(yè)在全球集成電路產(chǎn)業(yè)中的地位舉足輕重。但本土封測產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？未來應(yīng)該如何發(fā)展呢？
在2018年11月20日舉辦的，主題為“集成創(chuàng)新、智能制造、共建集成電路封測產(chǎn)業(yè)鏈”的中國半導(dǎo)體封裝測試技術(shù)與市場年會上，業(yè)內(nèi)專家對先進(jìn)封裝工藝技術(shù)、封裝測試技術(shù)與與設(shè)備、材料的關(guān)聯(lián)等行業(yè)熱點問題進(jìn)行了深入的研討。
國內(nèi)封裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
集成電路產(chǎn)業(yè)主要由IC設(shè)計業(yè)、IC制造業(yè)以及IC封測業(yè)三大板塊組成。2017年，國內(nèi)集成電路這三塊的營收占比分別為38.3%、26.8%、34.9%。依據(jù)世界集成電路產(chǎn)業(yè)三業(yè)合理占比3:4:3的局勢來看，中國集成電路封裝測試業(yè)的比例比上一年更趨勢合理。
而根據(jù)中國半導(dǎo)體行行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計顯示，2017年，國內(nèi)IC封測規(guī)模企業(yè)達(dá)96家，這近百家企業(yè)給國內(nèi)集成電路封裝測試產(chǎn)業(yè)帶來的銷售收入也從2016年的1523.2億元增至今年的1816.6億元。
從地域上看，國內(nèi)封裝測試企業(yè)主要分布于長三角、珠三角、環(huán)渤海以及西部四個地區(qū)，其中，長江三角洲占比達(dá)55%，2017年中西部地區(qū)封測企業(yè)占比14%，增速明顯。
受益于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新一代顯示技術(shù)以及國產(chǎn)CPU和存儲器等新應(yīng)用市場所帶來的市場機(jī)遇，封測技術(shù)也在過去的幾年里不斷向前發(fā)展。本土龍頭企業(yè)長電科技、華天科技和通富微電子更是全都進(jìn)入全球前十，并在先進(jìn)封裝關(guān)鍵技術(shù)方面不斷突破。
例如，長電科技在圓片級封裝創(chuàng)新發(fā)明了“圓片級芯片六側(cè)面體包覆封測技術(shù)”；通富微電完成建立了第一條12英寸Fan Out工藝量產(chǎn)縣，能力可到線寬2μm線距2μm；華天科技開發(fā)了0.25mm超薄指紋封裝工藝，實現(xiàn)了射頻產(chǎn)品4G PA的量產(chǎn)。這些都是國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)做出的貢獻(xiàn)。
扇出型封裝競爭激烈
隨著芯片產(chǎn)品的發(fā)展要求，先進(jìn)封裝技術(shù)已經(jīng)開始逐漸成熟，封裝形式也正在走向細(xì)分，自2016年蘋果在 A10 處理器上采用了臺積電的 FO WLP （InFO）技術(shù)之后，大家對扇出晶圓級封裝的關(guān)注達(dá)到了空前的高度。據(jù)Yole預(yù)測，整體扇出式封裝市場規(guī)模預(yù)計將從2014年的2．44億美元增長到2021年的25億美元。
這主要是因為扇出型封裝不僅具有超薄、高 I/O 腳數(shù)等特性，還可以省略黏晶、打線等而步驟，大幅減少材料及人工成本。最重要的是，使用這種封裝技術(shù)打造出來的芯片具有體積小、成本低、散熱佳、電性優(yōu)良、可靠性高等優(yōu)勢，這就使得全球廠商對其更加關(guān)注。其中，單芯片扇出封裝主要用于基頻處理器、電源管理、射頻收發(fā)器等芯片；高密度扇出封裝則主要用于處理器、記憶體等芯片。
市場的需求也加快了扇出型封裝技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在正在迅猛發(fā)展的5G就是像先進(jìn)封裝的機(jī)會。根據(jù)QYResearch的市場研究報告顯示，預(yù)計到2022年，全球射頻前端市場規(guī)模將達(dá)到259億美元，其中，封測市場將超過30億美元。
為了應(yīng)對未來5G時代以及物聯(lián)網(wǎng)與ADAS的高度成長，全球第二大半導(dǎo)體封測廠安靠Amkor今年9月在臺投資了第4座先進(jìn)封測廠T6，以保障晶圓級封裝及測試需求。其他各大封測廠也開始積極在5G領(lǐng)域進(jìn)行布局，據(jù)了解，大陸廠商，通富微電、長電科技與華天科技在積極部署相關(guān)5G封測技術(shù)；臺灣封測廠，臺積電、日月光等也在晶圓級高端封裝上有所動作。
長電科技副總經(jīng)理梁新夫在本次封測年會上表示：“5G毫米波頻段更高，需要將天線、射頻前端和收發(fā)器整合成單一系統(tǒng)級封裝。在天線部分，AiP技術(shù)與其他零件共同整合到單一封裝內(nèi)是關(guān)鍵。”同時，梁新夫還指出，電磁屏蔽也是5G封裝發(fā)展的一個重要方向。
華天科技先進(jìn)封裝研究院院長于大全則指出，在高密度封裝領(lǐng)域，本土廠商與國際廠商還存在一定差距，這也是本土Fan Out封裝技術(shù)接下來需要面臨的挑戰(zhàn)。
除了5G帶給扇出型封裝的巨大市場，車載領(lǐng)域也是眾多封測廠商看好Fanout的一個原因。在本次會議上，日月光集團(tuán)處長林少羽以“驅(qū)動智能汽車封裝解決方案”為主題，為與會者分享了目前汽車市場的趨勢，以及日月光應(yīng)對車載封裝的全套解決方案。
TSV封裝到了爆發(fā)的年代
除了Fanout，TSV封裝也似乎到了將要爆發(fā)的年代。
所謂TSV封裝，也就是硅穿孔封裝技術(shù)，這是一項高密度封裝技術(shù)。通過銅、鎢、多晶硅等導(dǎo)電物質(zhì)的填充，這項技術(shù)能實現(xiàn)硅通孔的垂直電氣互連，減小互聯(lián)長度，減小信號延遲，降低電容/電感，實現(xiàn)芯片間的低功耗，高速通訊，增加寬帶和實現(xiàn)器件集成的小型化。據(jù)Yole預(yù)測，2019年先進(jìn)封裝份額將增至38%，SiP、WLP、TSV等技術(shù)引領(lǐng)先進(jìn)封裝風(fēng)潮，其中，增長最快的是扇出型封裝和2.5D\3D TSV。
透過本次年會各大封測企業(yè)的演講我們發(fā)現(xiàn)，基于硅通孔的2.5D和3D封裝在諸如網(wǎng)絡(luò)、云服務(wù)芯片和人工智能及虛擬、增強(qiáng)現(xiàn)實的設(shè)計方面開始展露頭角。同時，隨著各種消費性電子產(chǎn)品向外觀更輕薄短小的演進(jìn)，也帶給了2.5D\3D TSV封裝技術(shù)更多的市場機(jī)會。于大全在會上強(qiáng)調(diào)，TSV已經(jīng)到了爆發(fā)的時代。
他認(rèn)為，TSV深孔的填充技術(shù)是3D集成的關(guān)鍵技術(shù)，TSV填充效果直接關(guān)系到集成技術(shù)的可靠性和良率等問題，而高的可靠性和良率對于3D TSV 堆疊集成實用化是至關(guān)重要的，具有TSV的快閃存儲器晶圓疊層可能會得到快速發(fā)展，在本次年會中，華創(chuàng)與長電都對此進(jìn)行了分析。
長電認(rèn)為，BiCS技術(shù)3D NAND將促進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)的延展，而華創(chuàng)就3D NAND外圍電路在深亞微米刻蝕設(shè)備上推出了自家方案，其硅刻蝕機(jī)已突破14nm技術(shù)。
晶圓探針卡的重要性
除3D NAND之外，存儲芯片另一大塊的增長在于DRAM方面。但是，伴隨著摩爾定律的演進(jìn)，存儲芯片要在這場游戲中不被淘汰出局，廠商必須使生產(chǎn)成本降低的速度趕上價格下滑的速度。DRAM芯片廠商應(yīng)當(dāng)能夠每年將生產(chǎn)成本降低30%，才能維持適當(dāng)?shù)睦麧櫬省Ｒ档虳RAM芯片成本，檢測技術(shù)也是降低芯片成本中不可缺少的一部分，而提及此，就不得忽視晶圓探針卡的重要性。
晶圓探針卡是一種半導(dǎo)體在制造晶圓階段不可或缺的重要測試分析接口，通過連接測試機(jī)和芯片，通過傳輸信號，對芯片參數(shù)進(jìn)行測試。
在本屆大會中，全球半導(dǎo)體探針卡供應(yīng)商排名第一名的Form Factor為我們分享了存儲器晶圓測試的一站式解決方案，由量產(chǎn)測試對于高并行度高產(chǎn)出的強(qiáng)烈需求，公司產(chǎn)品可對12吋晶圓進(jìn)行一次接觸即可完成檢測，大大縮短了芯片的檢測成本。不僅如此，F(xiàn)orm Factor還對其測試機(jī)進(jìn)行了有效的延伸和再利用——ATRE利用現(xiàn)有設(shè)備實現(xiàn)更高并行度規(guī)模量產(chǎn)。
