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在封裝領(lǐng)域掘金 晶圓代工廠要把OSAT拿下

2016-12-30
關(guān)鍵詞: 晶圓 Intel 三星 OSAT

從現(xiàn)狀看來,,隨著封裝業(yè)者開始逐步轉(zhuǎn)入2.5D/3D技術(shù),,高密度Fan-out和其他封裝工藝,可見的先進IC封裝市場似乎開始進入了一個高風(fēng)險的競爭戰(zhàn)場,。

而回顧整個封裝技術(shù)的變革,,在TSMC在幾年前開始涉足先進封裝技術(shù)之后,曾經(jīng)一度由OSAT主導(dǎo)并掌控的客戶芯片封裝需求的市場逐漸發(fā)生了變化,,今年蘋果的A10封裝導(dǎo)入了臺積電的的Fan-out技術(shù),對OSAT來說就是一個信號,。

而在這之后,,也傳出了三星Intel將謀劃進攻先進封裝產(chǎn)業(yè),如果真是這樣的話,,那么第一陣型的三個Fab將會在不久的將來直接和OSAT競爭,,雖然并不是所有的Fab都有這樣的能力,但Fab第一梯隊的進入,,會對OSAT造成沖擊,。

同時根據(jù)分析機構(gòu)披露,,在A10的Fan-out封裝上嘗到甜頭的臺積電在先進封裝上加大了研發(fā)和投資的力度。他們用在先進封裝研發(fā)上的資金已高達10億美元,。而Intel也表示,,他們在先進封裝上的研發(fā)成本比兩個最大的OSAT加起來的研發(fā)成本還要高。一場Fab和OSAT的奇怪戰(zhàn)爭,,即將打響,。

作為回應(yīng),OSAT掀起了并購熱潮,,準(zhǔn)備通過整合資源的方式來應(yīng)對這種挑戰(zhàn),。日月光和矽品的合并就是明顯的一個例子。

但據(jù)觀察,,這股趨勢也會給他們的芯片設(shè)計客戶帶來新的困擾:

首先就是芯片制造商和OEM們正在評估這些封裝技術(shù),,為其未來的產(chǎn)品選擇合適的方案,但這看起來是一個很復(fù)雜和困難的工作,;

其次,,為了尋找一個先進封裝的供應(yīng)商,現(xiàn)在他們又面臨了三種選擇:Fab的整體解決方案,、OSAT單獨解決,、Fab和OSAT聯(lián)手解決封裝。

對于這些芯片廠商和OEM來說,,如何選擇解決辦法,,就成為了一個大問題。

但就我們看來,,因為每周解決方法都有相應(yīng)的有點和決定,,所以最終選擇哪種封裝解決方案,是由需求決定的,。

例如,,如果選擇Fab一站式解決制造和封裝的這種方案,由于整個流程由Fab操控,,因此中間很多的花費就由Fab主導(dǎo),,芯片制造商們議價的能力就不高,喪失了以前了OSAT談判的靈活性,。當(dāng)然這些選擇跟多取決于客戶需求,。

雖然目前有很多廠商投入到Fan-out等技術(shù)的研發(fā),也有很多的潛在OSAT兼并事件將發(fā)生,,但是從目前看來,,我們也不能那種封裝技術(shù)會在未來中勝出,OSAT產(chǎn)業(yè)面臨大問題了,。

先進封裝前景看好

Fab和OSAT都在追逐先進封裝技術(shù),,歸根到底就一個字——錢,。因為根據(jù)很多分析機構(gòu)的報告,先進封裝在未來會是一個大市場,。因此Fab想在蕭條的IC工業(yè)中尋找新的成長空間,,就瞄向了先進封裝;而這本身就是OSAT掙錢的來源,,努力鞏固已有市場也是刻不容緩,。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,到2020年,,先進封裝的市場規(guī)模預(yù)計會高達300億美元,,較之2014年的202億美元有顯著的增長。倒裝芯片會長期在這個市場中扮演一個重要角色,。但在可預(yù)見的未來,,F(xiàn)an-out的成長速度會非常快,。

根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),,到2020年,F(xiàn)an-out的市場規(guī)模會從2015年的2.44億美元暴增到24億美元,。

與此同時,,使用TSV的2.5D封裝技術(shù)在未來幾年的年成長率也會高達22%。

而據(jù)觀察,,推動先進封裝往快速增長的原因有以下幾點,,最明顯的就是芯片制造商想縮小封裝尺寸,并提高芯片性能,。在芯片的制造過程中,,有很多因素需要考慮,但由于封裝對于整體成本和性能有重要的影響,,所以一般芯片制造商在早期就會在選擇的時候非常慎重,,這就是是先進封裝發(fā)展的動力之一。

舉個例如,,在過去,,智能手機芯片用的最多的封裝技術(shù)是POP封裝,雖然這個技術(shù)還是被手機芯片采用,,但很顯然的是,,它不再是主流。因為厚度0.5左右的POP芯片在帶寬和能耗上面的一些限制逐漸凸顯,。而為了取替POP,晶圓廠和OSAT投入到了一系列先進和具有競爭性的技術(shù)的研發(fā),。

當(dāng)中一個出色競爭者就是應(yīng)用在蘋果A10上的扇出型晶圓級封裝技術(shù)(FOWLP),,晶圓級封裝是指在芯片還是Wafer階段就引入封裝流程,,這樣就可以縮小封裝尺寸。

從現(xiàn)在看來,,晶圓級封裝包含兩項技術(shù),,那就是CSP和Fan-out。CSP是一個Fan-in技術(shù),,在這個封裝中,,I/O是位于錫球的上部。但在200個I/O和0.6mm的規(guī)格上,,F(xiàn)an-in似乎就滿足不了需求了,。

而在Fan0-out,獨立的die嵌入到環(huán)氧材料中,,而內(nèi)部連接則在RDL到焊接凸點之間扇形展開,,這樣則可以實現(xiàn)更多的I/O。

從低pin的應(yīng)用到高pin的FPGA,,F(xiàn)an-out對于芯片設(shè)計商的吸引力都是巨大的,。

另外,多芯片解決方案也會逐漸受關(guān)注,,這種根據(jù)需要,,將其SoC上不同F(xiàn)ab技術(shù)的數(shù)字和模擬部分分割開的方法能獲得更好的解決方案。

而對客戶來說,,F(xiàn)an-out能給他們提供更多的選擇,。

例如在降低SoC設(shè)計的尺寸上,相較于使用傳統(tǒng)的方式,,F(xiàn)an-out能更好的實現(xiàn)高集成度的系統(tǒng)級封裝,,隨著NRE成本的增加,這是一個很好的選擇,。更重要的是,,F(xiàn)an-out能夠滿足即將爆發(fā)的IoT多樣化應(yīng)用的需求。

但我們也不能否認(rèn),,客戶也面臨著選擇的煩惱,。就拿高密度的Fan-out來說,就有三種不同的方案:chip-first/face-down; chip-first/face-up和chip-last(RDL first),。

Chip-first是在生成RDL之前,,先將die附著在一個臨時或者永久的材料架構(gòu)上的工藝進程、而Chip-last則是先生成RDL,,再導(dǎo)入die的過程,。

第一波Fan-out潮流叫eWLB(embedded wafer-level ball-grid array),那時候采用的是chip-first/face-down方案。 

現(xiàn)在,,ASE,、JCET/STATS,、Namium和其他廠商正在追逐第二波Fan-out封裝技術(shù),,他們追逐的也是一種接近于eWLB的chip-first/face down技術(shù),。這對于小die尺寸、低I/O和不多的RDL來說,,是一個完美的選擇,。

與此同時,TSMC和Deca則選擇Chip-first/face up的方案,,這樣能夠支持更多的I/O,,更多的RDL層,更小的線寬,。

而Amkor則在追逐chip-down方案,。這種方案對于那些將memory和其它die結(jié)合在一起的AP來說,是一個很好的選擇,。

現(xiàn)在蘋果是第一個使用高密度Fan-out的廠商,,更多OEM廠商還處于觀望狀態(tài),因為畢竟新技術(shù)的導(dǎo)入成本比較貴,。傳統(tǒng)的eWLB fan out的成本對OEM來說還是不錯的,,但根據(jù)訪談得知,如果性能表現(xiàn)能夠獲得廠商的認(rèn)可,,他們也會考慮導(dǎo)入新一代Fan-out,。

但OEM也是有顧慮的,他們想要一個Fan-out的備用供應(yīng)商,,但由于Fan-out沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),,這就導(dǎo)致他們只能和供應(yīng)商打造專用方案。有時候這樣的風(fēng)險會很大,。

除了Fan-out以外,,市場還在追逐另一種類的高端封裝市場,例如使用硅中介層和TSV的2.5D堆棧die,。到目前位置,,這種方案,只吸引了FPGA廠商,、圖形芯片廠商和memory廠商的目光,。

除此之外,Intel正在推行一種叫做EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)的技術(shù),,這種技術(shù)的優(yōu)勢在于在封裝中,,die邊緣只需要很一小片的silicon去連接到一起,。對比于需要更多silicon的2.5D技術(shù),EMIB的成本優(yōu)勢是明顯的,。

選擇FAB的封裝解決方案,?

對于OEM來說,選擇合適的技術(shù)只是其中的一個挑戰(zhàn),。供應(yīng)商的選擇是另外一個難題,尤其是在Fab和OSAT中選擇的時候,,更是難上加難,。

隨著技術(shù)的發(fā)展,市場上開始出現(xiàn)了兩種類型的Fab,,一種是不會和OSAT有很強競爭關(guān)系的,,與不會和封裝廠合作,但他們會提供一些簡單的封裝產(chǎn)品,,例如硅中介層開發(fā),、TSV構(gòu)造等。

另一種就是直接和封裝廠競爭的,,他們會提供完整的封裝解決方案,,他們也會OSAT有合作,這主要取決于產(chǎn)品的類型,。

提供全方位服務(wù)的FAB相比于OSAT,,能夠給OEM更多的支持,同樣也會帶來比OSAT更復(fù)雜的運營成本,。

在過去,,單純的Fab的毛利可以高達50%。而OSAT的毛利只有25%左右,。如果FAB涉及封裝的話,,他們就會面臨毛利下降的危險。但換個角度看,,F(xiàn)AB可以在封裝過程中抵消這種風(fēng)險,。因為通過提供前端的制造服務(wù),他們更容易的從后端獲得更多的收益,。

但每家的策略不一樣,,例如Intel和TSMC主推交鑰匙式的封裝服務(wù)。

三星雖然和TSMC和Intel都提供封裝服務(wù),,但他不會涉及市場容量大的封裝,,他更愿意將其交給OSAT廠商。按照他們的說法,,他們未來會持續(xù)保持和ASE,、Amkor等廠商的緊密合作關(guān)系,。

例如美光,他們的3D RAM產(chǎn)品叫做HMC,,在生產(chǎn)過程中,,格羅方德會提供TSV構(gòu)造制程和其他一些封裝工作。格羅方德也會研究一些硅中介層的技術(shù),,但他們不會將這些芯片封裝技術(shù)開放給客戶,。因為他們的觀點是不會和OSAT競爭。

UMC同樣也提供前端的TSV制造服務(wù),,但他們依然游離在封裝之外,,選擇和OSAT合作。按照聯(lián)電的說法,,無論大或小的OEM,,在制造芯片的時候,都需要靈活性,,而UMC的總是就是給他們提供選擇的靈活性,。

依然選擇OSAT?

和FAB一樣,,在先進制程方面,,OSAT同樣有其優(yōu)勢和劣勢,因為OSAT也不能覆蓋所有的封裝技術(shù),。但和FAB有一點不同的是,,OSAT有了更大的靈活性,能夠滿足大型產(chǎn)品多樣化的設(shè)計和生產(chǎn),、制造需求,。他們能夠從不同的FAB拿到die進行封裝,這是SIP封裝的關(guān)鍵,,也是OSAT的優(yōu)勢,。

但是,客戶也要對OSAT保持密切的關(guān)注,。因為隨著時間的推移,,成本的增加,越來越少的OSAT能跟進先進封裝技術(shù)的研發(fā),。也是因為這個原因,,OSAT的并購潮會出現(xiàn),而這種情況的出現(xiàn),,對于OEM來說是有利的,。因為并購帶來更多的資金,帶來更強的研發(fā)能力,,能夠滿足他們的需求,。

例如ASE和SPIL的合并,,會帶來更強的競爭優(yōu)勢,更多的新產(chǎn)品,。

在更早的時候,,ASE投資了Deca,因為他想將Deca的fan-out技術(shù)帶回臺灣,。除了Deca的Fan-out,,ASE更是投入到好多種Fan-out封裝技術(shù)的研發(fā)。光SPIL就投入了至少三種Fan-out的研發(fā),。

還有其他封裝競爭者在Fan-out投入,。

考慮到市場的固定,問題就來到了,,是否有足夠的空間給這種OSAT廠商。

新技術(shù)層出不窮,,競爭者出現(xiàn),,OSAT和FAB未來會處于一種什么關(guān)系呢?對OSAT來說,,又會面臨什么挑戰(zhàn)呢,?讓我們靜觀其變。


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