《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設(shè)計 > 業(yè)界動態(tài) > 逆境中先行的中國半導(dǎo)體封裝

逆境中先行的中國半導(dǎo)體封裝

2022-03-17
來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

最近Yole Développement發(fā)布了2021年封裝市場的數(shù)據(jù)情況,值得注意的是,,國內(nèi)長電科技,、通富微電均進(jìn)入全球先進(jìn)封裝支出前七。

半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域中,,中國企業(yè)正在一步一步走出自己的道路,。

封裝發(fā)展演進(jìn)史

封裝作為半導(dǎo)體制造中的后道工序,,其作用是將生產(chǎn)加工后的晶圓進(jìn)行切割,、焊線塑封、使集成電路與外部期間實現(xiàn)電器連接,、信號連接的同時,,對集成電路提供物理保護(hù)。據(jù)Gartner統(tǒng)計,,封裝環(huán)節(jié)占整個封裝市場份額的80-85%,。

實際上,,以2000年為節(jié)點,我們可以將封裝產(chǎn)業(yè)分為傳統(tǒng)封裝階段和先進(jìn)封裝階段,。從技術(shù)上來看,,先進(jìn)封裝與傳統(tǒng)封裝的最大區(qū)別在于連接芯片的方式,先進(jìn)封裝可以在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更高的設(shè)備密度,,并使功能得到擴展,。

20 世紀(jì) 70 年代以前(通孔插裝時代),封裝技術(shù)是以 DIP 為代表的針腳插裝,,特點是插孔安裝到 PCB 板上,。這種技術(shù)密度、頻率難以提高,,無法滿足高效自動化生產(chǎn)的要求,。

20 世紀(jì) 80 年代以后(表面貼裝時代),用引線替代第一階段的針腳,,并貼裝到PCB板上,,以SOP和QFP為代表。這種技術(shù)封裝密度有所提高,,體積有所減少,。

20 世紀(jì) 90 年代以后(面積陣列封裝時代),該階段出現(xiàn)了BGA,、CSP,、WLP為代表的先進(jìn)封裝技術(shù),第二階段的引線被取消,。這種技術(shù)在縮減體積的同時提高了系統(tǒng)性能,。

20 世紀(jì)末,多芯片組件,、三維封裝,、系統(tǒng)級封裝開始出現(xiàn)。

21 世紀(jì)以來,,系統(tǒng)級單芯片封裝(SoC),、微機電機械系統(tǒng)封裝(MEMS)成為主流。

實際上,,倒裝(FlipChip),,凸塊(Bumping),晶圓級封裝(WLP),,2.5D封裝(interposer,,RDL等),3D封裝(TSV)等方式都被認(rèn)為是先進(jìn)封裝的范疇。目前,,從先進(jìn)封裝技術(shù)平臺細(xì)分來看,,倒裝術(shù)應(yīng)用最廣,占據(jù)75%左右的市場份額,,其次為扇入晶圓級封裝(Fan-in WLP)和扇出晶圓級封裝(Fan-out WLP),。

對于頭部封裝企業(yè),先進(jìn)封裝已經(jīng)成為重要的盈利增長點 ,。以長電科技為例,,先進(jìn)封裝的均價是傳統(tǒng)封裝均價的 10倍以上,且倍數(shù)在持續(xù)加大,。

我國封裝行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

封裝是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最早,、起步最快的行業(yè)。封裝的技術(shù)門檻相對較低,,屬于需要密集勞動力的產(chǎn)業(yè),,我國巨大的人口紅利下,封裝得到飛速發(fā)展,。

中國封裝市場規(guī)模增長持續(xù)高于全球水平,,2021-2026年中國封裝市場CAGR預(yù)計為9.9%,高于2019-2020年市場規(guī)模CAGR的7.0%,。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測,,到2026年中國封裝市場規(guī)模將達(dá)到4429億元。

在2018年時,,中國的封裝企業(yè)就已經(jīng)具備一定的競爭力,。中國臺灣以53%的銷售額占據(jù)當(dāng)年封裝行業(yè)的半壁江山,中國大陸以21%的份額排在第二,。

現(xiàn)在,,長電、通富微電,、華天都已經(jīng)進(jìn)入全球封裝企業(yè)前十,。長電科技、通富微電,、華天科技按營收口徑分列第3,、5、6位,,市占率分別達(dá)12.0%/5.1%/3.9%,,長電科技已處于國際第一梯隊,通富微電與華天科技處于國際第二梯隊,。

目前國內(nèi)封裝測試業(yè)主要分布于江蘇,、上海、浙江等地,,根據(jù)江蘇省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,,截止2020年底,中國半導(dǎo)體封測企業(yè)有492家,,其中江蘇的封測企業(yè)數(shù)量最多,,達(dá)到128家。

收購是國內(nèi)封裝企業(yè)起步的契機,,幾年的海外并購使得中國封裝企業(yè)快速獲得了技術(shù),、市場,彌補了結(jié)構(gòu)性缺陷,。

國內(nèi)封裝巨頭長電科技,,其前身是江陰晶體管廠,2015年長電收購了星科金朋,。

這次收購被評價為“蛇吞象”式跨國并購,。星科金朋是新加坡上市公司,在新加坡,、韓國,、中國上海、中國臺灣經(jīng)營四個半導(dǎo)體封裝制造及測試工廠和兩個研發(fā)中心,,具有很強的研發(fā)能力,。

當(dāng)時如果想要購買星科金朋最少需要45億元人民幣,而當(dāng)時的長電資產(chǎn)總額為76億元,,凈現(xiàn)金流也僅有2億元左右,。因此,長電科技設(shè)置了非常巧妙又極其復(fù)雜的交易結(jié)構(gòu),,使其在出資少的情況下掌握足夠控制權(quán),。

在長電科技并購了星科金朋后,行業(yè)排名從第六躍升為第四,。

目前長電技術(shù)布局中,,擁有FC(倒裝)、eWLB(嵌入式晶圓級球柵陣列),、TSV(硅通孔封裝技術(shù)),、SiP(系統(tǒng)級封裝)、PiP(堆疊組裝),、PoP(堆疊封裝),、Fanout(扇出)、Bumping(凸塊技術(shù))等技術(shù),。

可以說,,長電科技已經(jīng)實現(xiàn)了高中低封裝技術(shù)全面覆蓋,。

大陸封裝廠的發(fā)展,并不只長電收購星科金朋,,還有2016年通富微電收購AMD蘇州,、2019年華天科技收購馬來西亞封裝廠商Unisem等。

在國家集成電路產(chǎn)業(yè)大基金加持下,,大陸封裝廠商通過外延資本并購實現(xiàn)技術(shù)協(xié)同,、市場整合與規(guī)模擴張,疊加內(nèi)源持續(xù)高強度資本支出 推進(jìn)技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,,實現(xiàn)了快速崛起,。

但隨著海外日益嚴(yán)格的并購審核,以及可并購企業(yè)的減少,,走并購的路子算不上是一個可以廣泛使用的方式,。

在未來自主研發(fā)和國內(nèi)整合或許會成為封裝的主流。

半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移

從歷史進(jìn)程來看,,全球范圍完成了兩次明顯的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,,目前整個行業(yè)正處于第三次轉(zhuǎn)移。

第一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是美國的裝配產(chǎn)業(yè)向日本轉(zhuǎn)移,。在80年代,,美國將技術(shù)、利潤含量較低的封裝測試部門剝離,,將測試工廠轉(zhuǎn)移至日本等其他地區(qū),。

第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是日本向韓國、中國臺灣的轉(zhuǎn)移,。90年代,,由于日本的經(jīng)濟泡沫,難以繼續(xù)支持DRAM技術(shù)升級和晶圓廠建設(shè)的資金需求,,韓國趁機而入確立市場中的芯片霸主地位,。同時,中國臺灣利用Foundry優(yōu)勢逐步取代IDM模式,。由于越來越明確的產(chǎn)業(yè)鏈分工,,OSAT(封裝和測試的外包)也逐漸出現(xiàn)。

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移情況

第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是韓國,、中國臺灣向中國大陸轉(zhuǎn)移,。經(jīng)過2008年~2012年的低谷后,全球半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模在2013年開始進(jìn)入復(fù)蘇,。由于國產(chǎn)化需求上升和下游消費電子設(shè)備需求的增長,,中國已成為世界第一大半導(dǎo)體消費市場。

在第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中,,中國封裝正在蓄力發(fā)展,。受下游需求旺盛影響,封裝廠產(chǎn)能利用率保持高位,,出現(xiàn)產(chǎn)能供不應(yīng)求的情況,,盈利能力明顯提升。中國政府高度重視,,發(fā)布了促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的政策,全面優(yōu)化完善高質(zhì)量發(fā)展芯片和集成電路產(chǎn)業(yè)的有關(guān)政策,。

未來趨勢是先進(jìn)封裝

伴隨著5G的興起,,蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻帶的數(shù)量大量增加,對于適用智能手機和其他5G設(shè)備RF前段模塊封裝有新的要求,。而數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)對于語音和數(shù)據(jù)流量的需求,,也在推動系統(tǒng)架構(gòu)的重要創(chuàng)新,迫使設(shè)計師在單晶片或先進(jìn)封裝上利用異構(gòu)架構(gòu),。這些都使得先進(jìn)封裝細(xì)分市場在系統(tǒng)級封裝,、2.5D和3D封裝架構(gòu)領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新的趨勢非常清晰。

先進(jìn)封裝的發(fā)展?jié)摿?,也引起了中國封裝企業(yè)的重視,,相關(guān)投入正在加速布局。

長電科技在投資者互動平臺表示,,目前先進(jìn)封裝已成為公司的主要收入來源,,其中主要來自于系統(tǒng)級封裝,倒裝與晶圓級封裝等類型,。

2021年7月,,長電科技推出的面向3D封裝的XDFOI系列產(chǎn)品,這基本上是一種RDL優(yōu)先,,高密度扇出技術(shù),,為全球從事高性能計算的廣大客戶提供了業(yè)界領(lǐng)先的超高密度異構(gòu)集成解決方案,預(yù)計于2022年下半年完成產(chǎn)品驗證并實現(xiàn)量產(chǎn),。

在采訪中,,長電科技首席技術(shù)官李春興還表示:“我們正在開發(fā)具有2μm線寬和間距的RDL。相比之下,,eWLB是10μm/15μm的線寬和間距,。我們正在進(jìn)入高密度扇出市場,為客戶提供新的選擇,。許多人都看到了不需要硅中介層的扇出型封裝的價值,。因此,長電科技計劃為客戶提供這種高端扇出產(chǎn)品,?!?/p>

通富微電和AMD一直深度合作,并且也在進(jìn)一步加碼先進(jìn)封裝,。在今年1月25日,,其發(fā)布公告稱擬募資不超過55億元,主要用于“存儲器芯片封裝測試生產(chǎn)線建設(shè)項目”,、“高性能計算產(chǎn)品封裝測試產(chǎn)業(yè)化項目”,、“5G 等新一代通信用產(chǎn)品封裝測試項目”,、“圓片級封裝類產(chǎn)品擴產(chǎn)項目”和“功率器件封裝測試擴產(chǎn)項目”,。

除通富微電外,,國內(nèi)其他封裝廠商也在努力研制先進(jìn)封裝,。如華天科技致力于研發(fā)多芯片封裝(MCP)技術(shù)、多芯片堆疊(3D)封裝技術(shù),、薄型高密度集成電路技術(shù),、集成電路封裝防離層技術(shù)、16nm晶圓級凸點技術(shù)等先進(jìn)封裝技術(shù),。

面對頭部企業(yè)和IDM大廠的競爭中,中國大陸封裝企業(yè)需要如何走好高端化路線,?

中國科學(xué)院院士劉明曾在演講中表示,,基于先進(jìn)封裝集成芯片已經(jīng)成為高性能芯片的首選。根據(jù)產(chǎn)品需求選出適配的芯片,,再用集成芯片技術(shù)整合成產(chǎn)品,,能夠滿足未來多樣性市場的需求,。

在技術(shù)創(chuàng)新,、技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和生態(tài)建設(shè)的過程中,產(chǎn)業(yè)界需要有很強大的科研實力,。從前瞻研究走向市場應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)界需要進(jìn)行再次創(chuàng)新,,擁有更多的科學(xué)研究積累,。底層技術(shù)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)如何堅守并且獲得支持,才是產(chǎn)業(yè)走得好,、走得穩(wěn)的重要基礎(chǔ),。

后摩爾時代技術(shù)發(fā)展趨勢減緩,創(chuàng)新空間和追趕機會大,。集成電路尺寸微縮的重點將取決于性能,、功耗,、成本三個關(guān)鍵因素,新材料,、新結(jié)構(gòu),、新原理與三維堆疊異質(zhì)集成技術(shù)是IC行業(yè)發(fā)展的重要推動力。




最后文章空三行圖片.jpg


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題,,請及時通過電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失,。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。