先進封裝就像一個潘多拉魔盒，具有誘人的魅力，對于IDM（集成器件制造商）、代工廠和OSAT（外包半導體組裝和測試）具有重要戰略意義，因此便有了超過100億美元的大筆投資。
在《2021年先進封裝行業現狀報告》中，市場研究公司Yole預測：2026年先進封裝市場的收入將從2014年的基數翻一番以上。我們來看具體分析。
先進封裝份額與日俱增
先進封裝在整個半導體市場中的份額不斷增加：到2026年，將占市場的近50％。期間先進封裝平臺，包括3D堆疊、ED（嵌入式片芯）和扇出的收入復合年增長率最高，分別為22％、25％和15％。
從技術趨勢來看，異質集成是半導體創新的關鍵。先進封裝可以提高半導體產品的價值，增加功能，保持并提高性能，同時降低成本。各種各樣的多片芯封裝（SiP，系統級封裝）正在開發，以用于消費、性能和專業應用的高端和低端產品。
另外，半導體制造供應鏈正在經歷不同的變化。IC基板和PCB制造商，如SEMCO、Unimicron、AT＆S和Shinko，正在進入先進封裝領域；OSAT正在擴展其測試專業知識，而傳統的純測試玩家正在投資于組裝／封裝能力；臺積電、英特爾和三星已成為新的先進封裝技術的關鍵創新者。
按地理劃分的2020年OSAT收入
Yole首席分析師兼封裝、組裝和基板總監Santosh Kumar斷言：“先進封裝市場2020年的價值300億美元，2026年將達475億美元，復合年增長率為7．4％。同時，傳統封裝市場將以4．3％的復合年增長率增長，到2026年將達到500億美元。總封裝市場的復合年增長率為6％，同年價值為954億美元。
先進封裝的吸引力是半導體行業經濟復蘇的一部分。盡管新冠疫情引發了全球經濟衰退，但半導體市場在2020年表現強勁；盡管由于全球封鎖、遠程工作和教育、在線娛樂以及消費者購買行為的轉變，行業需求全年不平衡，但2020年全球半導體收入同比增長6．8％，達到4400億美元。展望未來，到2022年，該市場將增長15％以上，超過5000億美元。
Yole封裝團隊首席分析師Avier Shoo強調：“由于先進封裝市場的持續發展勢頭，其在整個半導體市場中的份額正在不斷增加，到2026年將達到近50％的市場份額。”他補充道：“就300毫米等厚初制晶圓而言，傳統封裝仍占主導地位，占總市場的近72％。然而，先進封裝在不斷增加其晶圓份額，到2026年將增至35％，達到5000多萬片。先進封裝晶圓的價值幾乎是傳統封裝的兩倍，可以為制造商帶來高利潤率。2020年，倒裝芯片約占先進封裝市場的80％，到2026年將繼續占據相當大的市場份額，超過71％。”
在不同先進封裝平臺中，各種應用的采用率將繼續增加。在2020年至2026年期間，以移動電話為主的無線局域網（WLCSP）將以5％的復合年增長率增長。盡管規模較小（2020年約為5100萬美元），但隨著電信和基礎設施、汽車和移動市場的需求驅動，嵌入式芯片市場預計在未來5年內將以22％的復合年增長率增長。
按平臺劃分的先進封裝收入預測
供應鏈投資不斷
通過對供應鏈的全面分析，Yole指出，OSAT目前主導著先進封裝市場，在初制晶圓方面OSAT約占整個市場的70％。然而，在高端封裝領域，包括2．5D／3D堆疊、高密度扇出，大型代工廠（如臺積電）和IDM（如英特爾和三星）在高端市場發展迅速，占據了市場主導地位。這些玩家正在大量投資于先進封裝技術。事實上，作為一種戰略，它有助于將封裝從基板轉移到晶圓／硅平臺。
Yole技術和市場分析師Stefan Chitoraga評論說：“臺積電在2020年獲得了約36億美元的先進封裝收入，2021年其先進封裝業務的資本支出估計為28億美元，專門針對SoIC、SoW和InFO變體以及CoWoS產品線。與此同時，英特爾對各種先進封裝組合的投資，如Foveros、EMIB、Co EMIB，成為實施新領導層公布的IDM 2．0戰略的關鍵。英特爾計劃利用外部和內部制造資源，專注于設計導入和增加市場份額，增強其在客戶和數據中心領域的領導地位。”
三星正積極投資于先進封裝技術，以促進其代工業務，希望成為臺積電強有力的替代者。
另一方面，OSAT也在大量投資于先進封裝技術，以在利潤豐厚的市場上競爭。2020年，OSAT的資本支出同比增長27％，約為60億美元。盡管受到了新冠疫情的影響，這一戰略還是為非常好的財政年度做出了貢獻。
總體而言，封裝／組裝業務（傳統上是OSAT和IDM的領域）發生了范式轉變。采用不同商業模式的玩家，包括代工廠、基板／PCB供應商、EMS／DM（電子制造服務／設計制造），正在進入組裝／封裝業務。
先進封裝技術占據中心地位
半導體行業已進入一個新時代，移動／消費和其他驅動因素，如大數據、人工智能、5G、高性能計算（HPC）、AR／VR／MR、云／邊緣計算、物聯網（包括工業物聯網）、智能汽車、工業4．0，而超規模數據中心也在創造對系統或子系統的需求，這些系統或子系統需要高計算能力、高速度、更多帶寬、低延遲、低功耗、更多功能、更多內存、系統級集成和各種傳感器，同時保持低成本。
使用先進封裝技術的異構集成是滿足這些系統性能要求、提高半導體產品價值、增加功能以及在降低成本的同時保持／提高性能的關鍵。這給封裝供應商帶來了巨大的壓力，每個客戶都需要越來越多的定制。
先進封裝的關鍵技術趨勢是：基于芯片實現異構集成的方法；3D NAND、HBM中的WoW（晶圓堆疊晶圓）機會，12或16片芯堆疊，間距縮至35微米；針對數據中心和HPC中的計算，使用混合鍵合的3D SoC，采用邏輯－邏輯或存儲器邏輯堆疊3D IC；支持AI、HPC和網絡的大體積封裝（約100×100mm2）；封裝方面的各種創新支持移動雙面模壓BGA中的5G毫米波、低介電損耗材料、封裝天線（AiP）等。；高密度扇出的開發和采用將加速移動、HPC和網絡的發展；使用RDL插入器開發的后上芯（chip last）扇出；大封裝全側（all－side）模壓WLCSP封裝采用也在增加。
下面這張圖很重要，不僅是因為它回溯了半導體封裝的發展歷史，更重要的是它給出了未來近30年的發展路線圖。看來，2D／3D封裝將在節點縮小方面發揮越來越重要的作用。
1970－2050年半導體封裝路線圖
在系統集成級別方面，有點像自動駕駛分級，從L0的半導體片芯／晶圓集成開始，L1級為SiP半導體封裝，L2為設備／設備板封裝，L3為終端設備封裝；L1＋2級是半導體封裝＋電路板，既有半導體封裝，又有與PCB的集成。
系統集成級別
我們看到，整個封裝平臺包括各種各樣的技術，五大類包括了無基板、有機基板、引線框基板、陶瓷基板和嵌入式片芯。下面還有三層細分封裝工藝。
封裝系列平臺
那么先進封裝平臺又有哪些工藝呢？同樣還是五大類，但工藝種類少了很多。
先進封裝平臺
從系統集成角度看，先進封裝平臺與系統集成級別關系密切，呈現出以下分布，除了晶圓級的一些工藝，還有基板／Strip級以及面板級封裝工藝。
系統集成與先進封裝
半導體與全球經濟高度相關
根據世界銀行的數據，2021年全球經濟將增長5．6％，是80年來最強勁的衰退后速度；2022年將增長4．3％。這種復蘇是不平衡的，主要反映了一些主要經濟體的大幅反彈。
中國經濟預計在2021年將以8．5％的速度增長，而美國經濟和許多新興市場和發展中經濟體（EMDE）將以6．8％的速度增長，疫苗接種的障礙繼續影響著經濟活動。
隨著全球經濟從新冠疫情引發的全球衰退中反彈，伴隨而來的強勁的全球貿易為EMDE復蘇提供了契機。不過，全球前景仍面臨重大下行風險，包括在EMDE債務水平較高的情況下可能出現新冠疫情和金融壓力。決策者將需要平衡支持復蘇的需要，同時維護價格穩定和財政可持續性，并繼續努力推動促進增長的改革。
在半導體領域，美洲市場的銷售額表現突出，2020年增長19．8％。中國仍然是最大的半導體市場，2020年在中國的銷售額達到1517億美元，增長了5．0％。2020年，亞太地區（5．3％）和日本（1．0％）的年銷售額也有所增長，但歐洲的年銷售額有所下降（－6．0％）
邏輯器件2020年銷售額為1175億美元，內存為1173億美元，是銷售額最大的半導體類別。與2019年相比，邏輯產品的年銷售額增長了10．3％，而內存產品的銷售額增長了10．2％。在內存領域，NAND閃存產品的年銷售額非常突出，2020年增長23．1％，達到495億美元。2020年，微型IC（包括微處理器）的銷售額增長了4．8％，達到696億美元。2020年，所有非內存產品的銷售額合計增長了5．2％，總銷售額達到歷史最高水平。
全球半導體市場
伴隨市場的不確定性，半導體并購不斷加劇。在大型收購交易的推動下，2020年成為半導體并購協議創紀錄的一年。與2019年相比，并購價值增長272％，達到約1180億美元。而在過去5年的半導體并購總額中，半導體封裝并購總額僅為約40億美元。
2020年的半導體收購是由大型IC公司推動的，這些公司希望在新興和高增長市場機會中提升自己的地位，如嵌入式機器學習和人工智能、自動駕駛汽車、電動汽車、云計算服務數據中心的擴展以及連接到物聯網的傳感器和系統。
主要整合驅動因素包括希望補充有機增長、收入和成本協同效應，以推動業務增長，同時考慮尖端研發成本、規模的重要性，增加互補性和市場占有率的愿望。
寡頭壟斷領先市場
半導體工業的未來驅動力是數字社會的發展。從遵循摩爾定律玩家的時間順序來看，摩爾定律在過去幾十年（自1965年以來）指導著全球半導體行業，通過節點擴展提高了性能和成本。
2002年（130nm）之后，該行業一直在廣泛整合。規模的限制已經打亂了在這一領域中競爭的公司格局。目前，這里已是一個寡頭壟斷市場，只有少數重要玩家。
具有領先制造能力的玩家數量
在技術路線圖方面，正在從納米尺度轉向微米尺度。業界正在研究功能路線圖的重要性，先進封裝是彌合芯片和PCB之間差距的關鍵。堆疊片芯?Bump間距（μm）、片芯到基板FC凸點間距（μm）和基板至板BGA球間距（μm）將可能讓摩爾定律繼續下去。
基于技術和行業預期的趨勢
來看一下10家主要廠商的市場情況，包括2家IDM（英特爾、三星）、一家代工廠（TSMC）、全球前5家OSAT（ASE、SPIL、Amkor、PTI、JCET）以及Nepes和Chipbond，加工了約75％的先進封裝晶圓。
2020年晶圓先進封裝市場份額
這里還有2020年前26名OSAT收入的財務數據，前8位OSAT繼續在資本支出和研發方面進行大量投資。投資巨大的頂級OSAT與其他同類廠商形成了很大差距。
2020年前26名OSAT財務概況（百萬美元）
前8位OSAT中包括3家中國制造商、4家中國臺灣制造商和1家美國制造商。
UTAC失去了去年的第8名。ChipMOS Technologies目前排名第八。如果沒有差異化的技術或知識產權作為并購退出策略，則處于尾部的公司將面臨更高的風險。不在前8名的球員需要迎頭趕上。否則，它們將面臨被收購或業務損失的風險。
基于公司總部位置，從2020年前26位OSAT的收入分配可以看出，在排名前25位的OSAT中，位于中國臺灣的OSAT在2020年貢獻了超過一半的收入，其次是中國大陸；美國位居第三，韓國的OSAT高于馬來西亞。
OSAT收入分配
機會在哪里？
人們不禁要問，半導體封裝的機會在哪里？它應該是由大趨勢創造的半導體硬件需求來驅動，在未來不斷增長的8種應用中，將會使用9種主要半導體器件，當然還要滿足相應應用所需封裝的不同工藝要求。
半導體封裝的機會
隨著終端消費市場要求智能手機及智能穿戴設備越來越小型化，以及5G、云端、人工智能等技術的深入發展，芯片需要有更高的I／O密度，同時降低封裝厚度。芯片只有輕薄短小和更低功耗，才能為應用提供更好的的功能和效能。
