由于芯片短缺和地緣政治緊張局勢，先進(jìn)封裝變得更加重要起來(lái)。2022年先進(jìn)封裝市場(chǎng)約占整個(gè)集成電路封裝市場(chǎng)的48%，而且市場(chǎng)份額還在穩步提升，這主要是因為先進(jìn)封裝被視為是后摩爾時(shí)代芯片性能提升的關(guān)鍵。我們發(fā)現，先進(jìn)封裝的格局正在悄然發(fā)生變化，或許對長(cháng)久以來(lái)形成的封裝價(jià)值鏈產(chǎn)生一定的風(fēng)險。

先進(jìn)封裝發(fā)展的簡(jiǎn)史

自2000年以來(lái)，先進(jìn)封裝技術(shù)的演進(jìn)速度非?？?。先進(jìn)的封裝正在幫助滿(mǎn)足對運行現在成為主流的新興應用的半導體的需求，例如，5G、自動(dòng)駕駛汽車(chē)和其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及虛擬和增強現實(shí)。

先進(jìn)封裝技術(shù)的演進(jìn)歷程一覽

起始于1950年的Wire Bonding技術(shù)至今仍在使用，它是一種將印刷電路板（PCB）連接到芯片，包含集成電路的硅方塊的互連技術(shù)，使用焊球和細金屬線(xiàn)。它比封裝的芯片需要更少的空間，可以連接相對較遠的點(diǎn)，但它在高溫、高濕和溫度循環(huán)的情況下可能會(huì )失效，而且每個(gè)鍵必須按順序形成，這增加了復雜性并會(huì )拖慢制造速度。Mckinsey & Company預計到2031年，焊線(xiàn)市場(chǎng)的價(jià)值約為160億美元，年復合增長(cháng)率為2.9%。

封裝技術(shù)的第一次重大演變是在1995年，倒裝芯片（Flip chip）使用了一個(gè)面朝下的芯片，其整個(gè)表面區域通過(guò)焊接 "凸點(diǎn) "用于互連，將PCB與芯片粘合在一起。這導致了更小的外形尺寸，或硬件尺寸，以及更高的信號傳播速率，即信號從發(fā)射器到接收器的更快移動(dòng)。倒裝芯片封裝是目前最常見(jiàn)、成本最低的技術(shù)，主要用于CPU、智能手機和射頻系統封裝解決方案。倒裝芯片允許更小的裝配，可以處理更高的溫度，但它們必須安裝在非常平整的表面上，而且不容易更換。目前倒裝芯片市場(chǎng)約為270億美元，預計年復合增長(cháng)率為6.3%，到2030年應達到450億美元。

2000年出現了晶圓級封裝（WLCSP），主要分為兩種類(lèi)型：扇入式（Fan-in）和扇出式（Fan-out）。2010年堆疊式WLCSP得到了發(fā)展，它可以在同一封裝中實(shí)現多個(gè)集成電路，并被用于整合邏輯和存儲芯片的異質(zhì)結合，以及存儲芯片堆疊。在2.5D堆疊中，兩個(gè)或更多的芯片并排鋪設，用一個(gè)插板將一個(gè)芯片連接到另一個(gè)。如前文所述，目前最大的WLCSP制造商是臺積電。臺積電的CoWoS-S（基片上的芯片）在市場(chǎng)上占主導地位。

2015年3D堆疊又開(kāi)始被發(fā)展，3D堆疊是多個(gè)芯片被正面朝下放在彼此的頂部，有或沒(méi)有插板。有兩種主要的3D堆疊類(lèi)型。最常見(jiàn)的類(lèi)型是帶有微凸點(diǎn)（μ-bumps）的TSV。較新的替代方法，即hybrid bonding，使用電介質(zhì)粘接和嵌入式金屬形成互連，它剛剛被存儲器廠(chǎng)商所探索。

先進(jìn)封裝市場(chǎng)份額逐步增加

據Yole預測，先進(jìn)封裝市場(chǎng)在2022年價(jià)值443億美元，預計從2022年到2028年將以 10.6%的復合年增長(cháng)率 (CAGR) 增長(cháng)至786億美元。相比之下，傳統封裝市場(chǎng)預計從2022 年到2028年的復合年增長(cháng)率將放緩至3.2%，達到575億美元?？傮w而言，封裝市場(chǎng)預計將以6.9%的復合年增長(cháng)率增長(cháng)，達到1360億美元。

由此，可以看出先進(jìn)封裝在芯片中的重要性。2022年先進(jìn)封裝市場(chǎng)約占整個(gè)集成電路 (IC) 封裝市場(chǎng)的48%，并且由于各種大趨勢，其份額正在穩步增加。在先進(jìn)封裝市場(chǎng)中，包括FCBGA和FCCSP在內的倒裝芯片平臺在2022年占據了51%的市場(chǎng)份額。預計2022年至2028年收入復合年增長(cháng)率最高的細分市場(chǎng)是ED、2.5D/3D和倒裝芯片，增長(cháng)率分別為30%、19%和8.5%。

從市場(chǎng)來(lái)看，2022年，移動(dòng)和消費市場(chǎng)仍然是先進(jìn)封裝的主要采用者，其大約占整個(gè)先進(jìn)封裝市場(chǎng)的70%，預計2022年至2028年的復合年增長(cháng)率為7%，到2028年將占先進(jìn)封裝收入的61%。除此之外，電信和基礎設施部分增長(cháng)最快，收入增長(cháng)率約為17%，預計到 2028年將占先進(jìn)封裝市場(chǎng)的27%。汽車(chē)和運輸將占市場(chǎng)的9%，而醫療、工業(yè)和航空航天/國防等其他領(lǐng)域將占3%。

2022年TOP15先進(jìn)封裝玩家變化幾何？

下圖是Yole Intelligence統計的2022年TOP15先進(jìn)封裝廠(chǎng)商的排名情況。在先進(jìn)封裝市場(chǎng)中，前七大廠(chǎng)商占據著(zhù)主導地位。日月光繼續主導市場(chǎng)，遙遙領(lǐng)先于其他競爭對手。安靠緊隨其后。但如果對比前一年的排名情況，可以看出，晶圓代工廠(chǎng)臺積電和三星在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的勢頭發(fā)展迅猛，英特爾一直處于第3的位置。先進(jìn)封裝已成為半導體創(chuàng )新、增強功能、性能和成本效益的關(guān)鍵，而先進(jìn)封裝市場(chǎng)悄然成為晶圓代工廠(chǎng)的地盤(pán)。

具體來(lái)看，2021年臺積電排在第五位，營(yíng)收為450億美元，2022年以531億美元的收入上升了1名，緊追第2名的英特爾。臺積電一直憑借其CoWoS生產(chǎn)和多樣化產(chǎn)品組合（包括3D SoIC、InFO_SoW和CoWoS變體）在高端先進(jìn)封裝領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。英特爾在2022年大力投資先進(jìn)封裝，但PC市場(chǎng)的疲軟等宏觀(guān)經(jīng)濟因素影響了其2023年的核心業(yè)務(wù)。所以，今年，臺積電在先進(jìn)封裝方面的投資目前來(lái)看是要遠遠大于英特爾的。

臺積電近段時(shí)間來(lái)表示，由于A(yíng)I芯片訂單的高需求，其先進(jìn)封裝需求遠大于現有產(chǎn)能，臺積電被迫緊急增加產(chǎn)能，并希望擴產(chǎn)速度越快越好。據報道臺積電承諾在2023年期間為 Nvidia處理額外的10,000個(gè)CoWoS晶圓。在A(yíng)I應用的推動(dòng)下，臺積電市值已重回5000億美元。臺積電還在上周新開(kāi)了一家3D Fabric封裝廠(chǎng)Fab6，這是臺積電首個(gè)一體式的先進(jìn)封裝測試工廠(chǎng)，該廠(chǎng)已準備好量產(chǎn)臺積電SoIC封裝技術(shù)。

三星這兩年在先進(jìn)封裝上的押注也非常大，2022年三星以400億美元的收入位居第六名。三星為高帶寬存儲器（HBM）和3DS產(chǎn)品、扇出面板級封裝（FO）和硅中介層提供先進(jìn)封裝解決方案，從而實(shí)現高端性能產(chǎn)品。三星在去年12月專(zhuān)門(mén)成立了先進(jìn)封裝部門(mén)（AVP），并宣布其目標是用先進(jìn)封裝技術(shù)超越半導體的極限。三星還從臺積電以及蘋(píng)果等公司挖來(lái)不少封裝技術(shù)領(lǐng)域的大牛。

自今年年初以來(lái)，三星一直在投資其Cheonan封裝生產(chǎn)線(xiàn)。另外據業(yè)內人士透露，三星還在加緊布局FO，并計劃投資7500萬(wàn)美元在日本建立相關(guān)產(chǎn)線(xiàn)，并在尋求加強與日本芯片制造設備和材料供應商的聯(lián)系，在FO領(lǐng)域，目前臺積電獨大，大約占據77%的市場(chǎng)份額，三星有意來(lái)分一杯羹。按照三星先前公布的計劃，其目標是在2027年將先進(jìn)制程產(chǎn)能較2022年提升3倍以上。

大陸廠(chǎng)商方面，長(cháng)電科技2022年和2021年在先進(jìn)封裝的營(yíng)收相差無(wú)幾，被臺積電超越之后，排在第5。通富微電仍處于第七的位置，但是其這幾年的增速較快，2022年通富微電在先進(jìn)封裝的收入由239億美元增加到了310億美元，漲幅達22%，主要原因系通富微電憑借7nm、5nm、FCBGA、Chiplet等先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢，不斷強化與AMD等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的深度合作，鞏固和擴大了先進(jìn)產(chǎn)品市占率。天水華天2022年受消費市場(chǎng)需求的下降，收入由190億美元減少176億美元，位于第9名。

臺系封裝廠(chǎng)商也受到終端市場(chǎng)產(chǎn)品需求下滑的影響，不少臺系封裝廠(chǎng)商的營(yíng)收都有一定程度的下滑。

• 中國臺灣的力成科技（powertech）2022年收入下降了近30億美元，由2021年的第6掉到第8位。

  
  

• 第11位的京元電子原本是全球最大的專(zhuān)業(yè)純測試公司，近幾年來(lái)開(kāi)始向封裝領(lǐng)域投資，京元電子的收入減少的幅度不大。

  
  

• 第13名的臺灣的欣邦科技（Chipbond）是一家提供LCD驅動(dòng)器從晶圓碰撞到封裝后端組裝處理的全套交鑰匙服務(wù)的公司，收入由98.7億美元下降到78億美元。

• 第14的ChipMOS是臺灣的芯茂科技，2021年排在第11位，落后了3名，收入由99億美元下降到了76億美元。
  

  
  

• 第15的臺灣的矽格股份（Sigurd）收入變動(dòng)不大。

  
  

• 第10位的新加坡OSAT廠(chǎng)商UTAC收入也有所下降，2021年其排第9。UTAC成立于1997年，從內存測試和DRAM交鑰匙測試和封裝服務(wù)做起。2005年收購Ultra Tera  (UTAC Taiwan) 以在臺灣建立業(yè)務(wù)并增加存儲設備測試和組裝服務(wù)；2006年收購NS Electronics Bangkok (UTAC Thailand) 進(jìn)軍模擬封裝市場(chǎng)；2014年收購松下在新加坡、馬來(lái)西亞和印度尼西亞的3家工廠(chǎng)，進(jìn)軍汽車(chē)和工業(yè)終端市場(chǎng)。

值得一提的是，2021年還排在第16位的泰國的華納微電子（HANA Microelectronic），2022年輾轉已經(jīng)來(lái)到了第12位，營(yíng)收由55.6億美元增長(cháng)到79.8億美元。

寫(xiě)在最后

無(wú)論是晶圓代工廠(chǎng)的進(jìn)擊，還是獨立測試廠(chǎng)擴充封裝業(yè)務(wù)。來(lái)自不同領(lǐng)域的參與者紛紛進(jìn)入先進(jìn)封裝，逐漸蠶食OSAT的市場(chǎng)，封裝界迎來(lái)了范式轉變。先進(jìn)封裝已經(jīng)不僅僅是傳統OSAT的地盤(pán)，不過(guò)OSAT仍然占據了65.1%大部分的市場(chǎng)份額。所以，盡管代工廠(chǎng)和IDM正在開(kāi)發(fā)先進(jìn)的封裝能力，但他們可能只使用先進(jìn)的封裝來(lái)吸引需要最先進(jìn)技術(shù)的高端客戶(hù)，因此，不會(huì )擾亂整個(gè)OSAT業(yè)務(wù)?？紤]到運營(yíng)利潤率與前端制造業(yè)的顯著(zhù)差異，它們預計不會(huì )擴展稱(chēng)為核心業(yè)務(wù)，不過(guò)它們可能會(huì )跨入利潤更高的先進(jìn)2.5D或3D封裝領(lǐng)域。

但是，在更高價(jià)值的先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域，后來(lái)者可能很難追上如臺積電、英特爾這樣的市場(chǎng)領(lǐng)導者，因為這需要巨大的技術(shù)投資來(lái)保證客戶(hù)的數量。盡管追趕者可能擁有先進(jìn)封裝技術(shù)的研發(fā)水平，但是生產(chǎn)經(jīng)驗也很重要。

不過(guò)這些晶圓廠(chǎng)商可能會(huì )尋求與其他封測廠(chǎng)的合作，來(lái)穩定產(chǎn)量，據悉，臺積電就將部分封裝產(chǎn)能交給了一些其他封測廠(chǎng)來(lái)做，因為他們面臨著(zhù)迅速擴大的需求。所以小型封測廠(chǎng)商仍然有湯喝。

對于封裝廠(chǎng)商而言，要想在先進(jìn)封裝技術(shù)中贏(yíng)得更多的市場(chǎng)，需要在發(fā)展的初始階段最好就獲得錨定Fabless客戶(hù)，與這些客戶(hù)在早期的聯(lián)合開(kāi)發(fā)設計顯得至關(guān)重要。一個(gè)代表的例子是臺積電在2016年與主要客戶(hù)緊密合作，發(fā)布了創(chuàng )新的集成扇出（InFO）晶圓級系統。而且一旦客戶(hù)選擇了一個(gè)先進(jìn)的封裝供應商，它很可能在未來(lái)的項目中也會(huì )承諾使用該供應商，通富微電和AMD是一個(gè)鮮明的例子。