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先進封裝大戰(zhàn)打響

2021-06-03
來源:半導體行業(yè)觀察
關鍵詞: 封裝 AMD 臺積電

  最近兩天,,先進封裝技術在臺灣地區(qū)掀起了新一波熱潮,焦點企業(yè)是AMD臺積電,。

  本周,,AMD宣布攜手臺積電,開發(fā)出了3D chiplet技術,,并且將于今年年底量產(chǎn)相應芯片,。AMD總裁兼CEO蘇姿豐表示,該封裝技術具有突破性,,采用先進的hybrid bond技術,,將AMD的chiplet架構與3D堆棧結合,提供比2D chiplet高出超過200倍的互連密度,,以及比現(xiàn)有3D封裝解決方案高出15倍的密度,。據(jù)悉,AMD與臺積電合作開發(fā)的這項技術,,功耗低于現(xiàn)有的3D解決方案,,也是全球最具彈性的active-on-active硅晶堆棧技術。

  當下,,作為Fabless和Foundry兩大領域最杰出的代表,,這兩家企業(yè)對先進封裝技術的關注程度,也代表了業(yè)界的普遍共識,。

  Yole的數(shù)據(jù)顯示,,2021年,外包半導體封裝和測試(OSAT)企業(yè)將花費不低于67億美元用于先進封裝的技術研發(fā),、設備采購和基礎設施建設,。此外,不只是OSAT,,臺積電和英特爾也在先進封裝上花費巨大,。

  在這場競賽中,最搶眼的有5家企業(yè),,分別是日月光(ASE),、臺積電,、英特爾、Amkor和江蘇長電(JCET),。其中,,臺積電計劃在2021年斥資25億至28億美元,以基于其 INFO,、CoWoS 和 SoIC 的產(chǎn)品線來建設封裝廠,。Yole估計,臺積電在2020年從先進封裝中獲得了36億美元的營收,。

  另外,,OSAT霸主ASE宣布,將向其晶圓級封裝業(yè)務投入20億美元,;英特爾則宣布,,將在美國亞利桑那州投資200億美元建設晶圓廠,并擴大其在亞利桑那州和俄勒岡州工廠的Foveros/EMIB封裝業(yè)務,,此外,,還將投資先進封裝的合作項目,這方面的合作對象主要是臺積電,。

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  圖:2021年預計用于先進封裝的資本支出,,資料來源:Yole

  然而,回顧過去兩年,,全球先進封裝市場經(jīng)歷了起伏,。

  2019年,,在總價值680億美元的封裝市場中,,先進芯片封裝市場價值約290億美元。當時,,有市場分析師表示,,2019至2025年間,先進封裝市場的復合年增長率(CAGR)將達到6.6%,。該市場的主要驅(qū)動力是摩爾定律放緩,,催生出異質(zhì)集成,同時包括5G,、人工智能,、高性能計算和物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的應用也在推動著先進封裝市場的發(fā)展。在這樣的背景下,,到2025年,,先進封裝將占整個封裝市場份額的50%左右。

  然而,,進入2020年以后,,突如其來的疫情對半導體業(yè)產(chǎn)生了較大影響,,先進封裝市場業(yè)未能幸免,全年出現(xiàn)萎縮,,同比減少了7%,,而傳統(tǒng)封裝市場則減少了15%左右。

  但進入2021年以后,,半導體市場發(fā)展明顯好轉,,先進封裝市場水漲船高。在即將到來的下半年,,各大廠商必定會在這方面進一步加大投入力度,,以爭取先機。

  臺積電引領先進封裝

  本周,,在臺積電2021 線上技術研討會期間,,除了介紹先進制程的規(guī)劃和進展情況之外,該公司還重點闡述了先進制程發(fā)展情況,,特別是揭露了3DFabric系統(tǒng)整合解決方案,,并將持續(xù)擴展由三維硅堆棧及先進封裝技術組成的3DFabric。

  臺積電指出,,針對高性能運算應用,,將于2021年提供更大的光罩尺寸,以支持整合型扇出暨封裝基板(InFO_oS)和CoWoSR封裝方案,,運用范圍更大的布局規(guī)劃來整合“小芯片”及高帶寬內(nèi)存,。

  此外,系統(tǒng)整合芯片方面,,芯片堆棧于晶圓之上的版本預計今年完成7nm的驗證,,并于2022年在嶄新的全自動化晶圓廠開始生產(chǎn)。

  針對移動應用,,臺積電則推出了InFO_B解決方案,,將移動處理器整合于輕薄精巧的封裝之中,提供強化的性能和功耗效率,,并且支持移動設備芯片制造廠商封裝時所需的動態(tài)隨機存取內(nèi)存堆棧,。

  臺積電還將先進封裝的業(yè)務拓展到了日本,這也需要一筆可觀的投資,。日本經(jīng)產(chǎn)省表示,,臺積電將在日本茨城縣筑波市設立研發(fā)據(jù)點,總經(jīng)費約370億日元,,日本政府將出資總經(jīng)費約5成予以支持,。據(jù)悉,擁有領先封裝技術的日本企業(yè)Ibiden,、半導體裝置廠商芝浦機械(Shibaura Machine )等與半導體有關的約20家日本企業(yè)有望參與研發(fā),,重點就是“小芯片”和3D封裝技術,。

  今年3月,臺積電在日本成立了一家子公司(臺積電日本3D IC研究開發(fā)中心),,今后計劃在位于茨城縣筑波市與經(jīng)產(chǎn)省有關的研究機關(產(chǎn)業(yè)技術總合研究所)無塵室內(nèi)設立研究用的生產(chǎn)線,。預計今年夏天起整備測試產(chǎn)線,明年起正式進行研發(fā),。

  英特爾投資35億美元

  5月份,,英特爾宣布,將投資35億美元,,為其位于新墨西哥州的里奧蘭喬工廠配備先進的封裝設備,,包括Foveros技術。預計2021年底動工,。

  英特爾于2019年推出了先進封裝技術Foveros,,它允許die實現(xiàn)3D“面對面”的堆疊。允許基本單元die上面有一個更“活躍”的die,,如邏輯,,存儲,F(xiàn)PGA或模擬/RF die,。

  目前來看,,在先進封裝技術及商業(yè)模式方面,英特爾正在向臺積電靠攏,,這也從一個側面反應出這些年臺積電在該領域的發(fā)展策略和投入的成功,。

  不久前,英特爾發(fā)布了IDM 2.0戰(zhàn)略,,該公司表示,,該戰(zhàn)略的一個關鍵點就在于先進封裝,這使英特爾能夠提供更好的產(chǎn)品,。

  日月光迎來“甜蜜點”

  近期,,有消息稱日月光拿下了蘋果Apple Watch,、WiFi 6/6E,、AirPods等SiP(系統(tǒng)級封裝)模組訂單,而從目前的市場行情來看,,SiP在2021年將繼續(xù)保持快速發(fā)展勢頭,。

  2020年至今,日月光在先進封裝研發(fā)方面取得了多項成果,,具體包括:覆晶封裝方面,,實現(xiàn)了7nm/10nm芯片制程技術認證,14nm/16nm銅制程/超低介電芯片覆晶封裝應用,、銀合金線于混合式覆晶球格陣列式封裝技術,;焊線封裝方面,,開發(fā)了第二代先進整合組件內(nèi)埋封裝技術、超細間距與線徑銅/金焊線技術,,移動式存儲技術,、晶圓級扇出式RDL 打線封裝;晶圓級封裝方面,,有扇出型30um芯片厚度研磨前切割技術,、8 Hi HBM CPD晶圓高精準度(+/-2um)研磨技術、晶圓穿導孔,、玻璃基板封裝,、晶圓級芯片尺寸六面保護封裝技術開發(fā)、扇出型PoP芯片產(chǎn)品開發(fā),、晶粒貼合晶圓制程技術,;先進封裝與模組方面,開發(fā)了低功耗天線設計與封裝技術,、可彎曲基板及封裝技術,、雙面薄化無線通訊模組技術、5G天線封裝等,;面板級封裝方面,,開發(fā)了扇出型動態(tài)補償光罩之面板級封裝技術。

  在此基礎上,,日月光將在2021年持續(xù)擴大先進制程與產(chǎn)能規(guī)模,,特別是在5G、SiP,、感應器,、車用電子及智能型裝置方面,會進一步加大投入力度,。此外,,預計多芯片及感應器相關需求會增加,這些將成為該公司生產(chǎn)的“甜蜜點”,。

  Amkor實力不俗

  在先進封裝技術方面,,Amkor也是一支重要力量,來自多個市場的客戶都在利用Amkor先進技術實現(xiàn)小型化,,提高性能與可靠性并降低系統(tǒng)成本,。這些對先進封裝(特別是先進SiP封裝)的需求增長推動著該公司收入的增長。Amkor的SiP封裝在消費類和汽車市場上已站穩(wěn)腳跟,,在智能手機市場也展現(xiàn)出了實力,。

  江蘇長電逆襲

  在過去的一年,江蘇長電科技不斷加大研發(fā)投入力度,研發(fā)費用同比增長 5.2%,,核心技術涵蓋各種先進封裝技術,,并在2020年實現(xiàn)先進封裝營收的大幅提升。

  具體來看,,在SiP方面,,尤其是射頻領域的SiP封裝,長電科技不斷積累著優(yōu)勢,,對承接5G應用等通信市場的封裝需求起到了決定性作用,。2020年底50億定向增發(fā)獲批,長電科技在這一領域的產(chǎn)能和技術優(yōu)勢將持續(xù)擴大,。

  在晶圓級封裝方面,,長電科技的技術領先優(yōu)勢也在不斷擴大??紤]到便攜性,,消費電子市場客戶往往對芯片封裝尺寸要求嚴格,例如TWS耳機等熱門產(chǎn)品必須用到晶圓級封裝技術才能滿足尺寸的要求,。長電科技已經(jīng)是eWLB和WLCSP封裝領域最大的供應商,,隨著消費電子頭部客戶不斷整合集中,對晶圓級封裝產(chǎn)品的需求也將持續(xù)增長,。

  近期,,長電科技還成立了“汽車電子事業(yè)中心”。汽車芯片對可靠性的要求很高,,符合車規(guī)的產(chǎn)能認證需要長期的投入和規(guī)劃,。長電科技不但擁有傳統(tǒng)封裝的車規(guī)產(chǎn)能,并且在車規(guī)產(chǎn)品上不斷創(chuàng)新,,車規(guī)級倒裝產(chǎn)品正在走向大規(guī)模量產(chǎn),。

  結語

  隨著芯片制程節(jié)點不斷縮小,摩爾定律逼近極限,,先進封裝是后摩爾時代的必然選擇,。其中,SiP是半導體封裝的重要發(fā)展方向之一,,其有研發(fā)周期短,、節(jié)省空間等優(yōu)勢,是龍頭封裝企業(yè)長期戰(zhàn)略布局的重點,。

  另外,,封裝對于提升芯片整體性能越來越重要,隨著先進封裝朝著小型化和集成化的方向發(fā)展,,技術壁壘不斷提高。未來,先進封裝市場規(guī)模有望快速提升,,技術領先的龍頭廠商則會享受最大紅利,。

  



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