文章轉(zhuǎn)載自：中國電子報(bào) 作者：沈叢

近日，臺(tái)積電宣布2022年預(yù)計(jì)資本支出將超過400億美元，其中10%將用于先進(jìn)封裝。作為臺(tái)積電的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，三星也放出狠話要與臺(tái)積電在先進(jìn)封裝領(lǐng)域展開競(jìng)爭(zhēng)。去年底英特爾在馬來西亞投資70億美元擴(kuò)大先進(jìn)封裝產(chǎn)能，將先進(jìn)封裝技術(shù)視為其重振旗鼓的關(guān)鍵。

Yole數(shù)據(jù)顯示，到2025年先進(jìn)封裝市場(chǎng)營收就將突破420億美元，這幾乎是傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)預(yù)期增長率的三倍。進(jìn)入后摩爾時(shí)代，先進(jìn)封裝愈發(fā)成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)封裝廠商收到的壓力也越來越大，封裝市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局似乎要發(fā)生翻天覆地的變化。

晶圓廠優(yōu)勢(shì)得天獨(dú)厚

OSAT廠商即外包半導(dǎo)體（產(chǎn)品）封裝和測(cè)試廠商，主要是為Foundry公司做IC產(chǎn)品封裝和測(cè)試的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，主要業(yè)務(wù)在傳統(tǒng)封測(cè)工藝。因此，在先進(jìn)封裝方面，與晶圓廠商相比，OSAT廠商并不占優(yōu)勢(shì)。

據(jù)了解，傳統(tǒng)的封裝工藝都是機(jī)械加工，例如磨削，鋸切，焊絲等，封裝工藝步驟主要在裸片切割后進(jìn)行。而先進(jìn)封裝不同，幾乎所有的封裝步驟都是以晶圓的形式完成的，以此來縮小芯片體積。

北京超弦存儲(chǔ)器研究院執(zhí)行副院長、北京航空航天大學(xué)兼職博導(dǎo)趙超表示，盡管OSAT廠商在傳統(tǒng)的封裝工藝加工方面有很多經(jīng)驗(yàn)，但是在晶圓級(jí)的封裝方面，經(jīng)驗(yàn)比不上晶圓廠商，因?yàn)榫A級(jí)封裝更像是晶圓制造工藝，因此相較于OSAT廠商而言，晶圓廠商在先進(jìn)封裝方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

從封裝轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦南冗M(jìn)封裝，從技術(shù)方面而言，晶圓廠更占優(yōu)勢(shì)。甚至先進(jìn)封裝概念早先也并非由OSAT廠商提出，而是最早誕生于2009年的臺(tái)積電。

據(jù)了解，當(dāng)時(shí)臺(tái)積電團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)傳統(tǒng)封裝基板上的引線線寬超過50μm，且隨著邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸量越來越大，高線寬會(huì)導(dǎo)致整顆芯片約40%的傳輸速度和60%的功耗被白白浪費(fèi)。而假如用硅中介層來替代傳統(tǒng)基板，將邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片等進(jìn)行堆疊封裝，引線線寬能夠縮小至0.4μm以內(nèi)，被損耗的大部分傳輸速度和功耗都能被重新找回。也是自那時(shí)起，先進(jìn)封裝開始逐漸“浮出水面”，隨后一躍成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的焦點(diǎn)技術(shù)。

Yole數(shù)據(jù)顯示，2020年至2026年，先進(jìn)封裝市場(chǎng)復(fù)合年增長率約為7.9%。到2025年，該市場(chǎng)營收就將突破420億美元，這幾乎是傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)預(yù)期增長率的三倍。進(jìn)入后摩爾時(shí)代，先進(jìn)封裝已經(jīng)成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。

先進(jìn)封裝“三國殺”

擁有得天獨(dú)厚優(yōu)勢(shì)的晶圓廠商們也“嗅”到了先進(jìn)封裝市場(chǎng)的紅利，紛紛開始大力布局先進(jìn)封裝領(lǐng)域。以臺(tái)積電、三星、英特爾為代表的晶圓廠商們，都在不斷加大在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的投資力度，頻頻推出在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)。

2015年臺(tái)積電憑借InFO封裝技術(shù)獨(dú)攬了蘋果的大單。在接下來的幾年中，臺(tái)積電也在先進(jìn)封裝領(lǐng)域不斷發(fā)力，接連推出了CoWoS、SOIC 3D等技術(shù)，完善其在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的布局。為了進(jìn)一步擴(kuò)大其在先進(jìn)封裝上影響，2020年臺(tái)積電將其旗下SoIC、InFO及CoWoS 等3D IC技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行了整合，并命名為3D Fabric。據(jù)臺(tái)積電介紹，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，3D Fabric提供了最大的彈性，整合邏輯Chiplet、高帶寬內(nèi)存(HBM)、特殊制程芯片，可全方位實(shí)現(xiàn)各種創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

三星作為臺(tái)積電在晶圓代工領(lǐng)域的勁敵，在先進(jìn)封裝方面的布局也毫不示弱，甚至放出狠話要在2022年與臺(tái)積電在芯片先進(jìn)封裝領(lǐng)域展開競(jìng)爭(zhēng)。三星和臺(tái)積電的競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)一路從制程擴(kuò)展到了先進(jìn)封裝領(lǐng)域。盡管起步較晚，但三星近年來一直堅(jiān)持不懈地更新異質(zhì)封裝技術(shù)。

2018年三星推出首款I(lǐng)-Cube2方案，在先進(jìn)封裝領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，隨后在2020年推出了X-Cube方案的3D堆疊設(shè)計(jì)。2021年11月，三星宣布已與AmkorTechnology聯(lián)合開發(fā)出混合基板立方體（H-Cube）技術(shù)，這是其新的2.5D封裝解決方案，大大降低了高性能計(jì)算等市場(chǎng)的準(zhǔn)入門檻，使得三星在先進(jìn)封裝領(lǐng)域名聲大震。

英特爾近年來在先進(jìn)工藝的研發(fā)方面頻頻遭遇“難產(chǎn)”。這也使得英特爾在先進(jìn)制程方面與臺(tái)積電、三星逐漸拉開差距。因此，英特爾愈發(fā)看重先進(jìn)封裝的研發(fā)，并開始不斷發(fā)力先進(jìn)封裝技術(shù)。

2021年7月，英特爾公布了有史以來最詳細(xì)的制程工藝和封裝技術(shù)發(fā)展路線，并表示將在芯片制程工藝以及先進(jìn)封裝方面共同發(fā)力，在2025年之前重返產(chǎn)業(yè)巔峰。2021年12月17日，英特爾表示投資70億美元，以擴(kuò)大其在馬來西亞檳城的先進(jìn)半導(dǎo)體封裝工廠的生產(chǎn)能力。英特爾已經(jīng)將先進(jìn)封裝技術(shù)視為其重振旗鼓的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)封裝廠并未被替代

不得不承認(rèn)，眾多非傳統(tǒng)OSAT廠商紛紛入局先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)，給了傳統(tǒng)OSAT廠商不小的競(jìng)爭(zhēng)壓力。

與其他科技領(lǐng)域相比，OSAT領(lǐng)域利潤率相對(duì)較低，競(jìng)爭(zhēng)也比較激烈，而隨著晶圓廠商紛紛入局先進(jìn)封裝領(lǐng)域后，競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加劇。

長電科技首席技術(shù)長李春興認(rèn)為，OSAT廠商與晶圓廠在封裝技術(shù)上會(huì)有重疊，這使得OSAT的業(yè)務(wù)在投資支出和投資回報(bào)率方面有更多不確定性，另外在購置自動(dòng)化專用的制造基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)也可能會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)。

然而，在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，傳統(tǒng)的OSAT廠商真的要被晶圓廠商“拍死在沙灘上”了嗎？實(shí)則不然。

趙超表示，盡管晶圓級(jí)封裝技術(shù)十分火爆，但并不意味著傳統(tǒng)的封裝工藝就要被淘汰，在芯片生產(chǎn)的過程中，無論如何最后都需要對(duì)芯片進(jìn)行后道的傳統(tǒng)的封裝，而OSAT廠商在后道傳統(tǒng)封裝工藝上的經(jīng)驗(yàn)積累，也是難以被輕易替代的，二者各有各的優(yōu)勢(shì)。

據(jù)了解，先進(jìn)制程的應(yīng)用也是臺(tái)積電等晶圓大廠與OSAT 之間最主要的分水嶺，臺(tái)積電等晶圓大廠更鎖定金字塔頂端芯片廠的高端產(chǎn)品，而其他非最先進(jìn)的產(chǎn)品封測(cè)業(yè)務(wù)則會(huì)選擇 AMKOR、長電、日月光等 OSAT廠商。

以AiP為例，AiP封裝技術(shù)是將天線集成到芯片中，其優(yōu)點(diǎn)在于可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有利于小型化、低成本。在此方面晶圓代工大廠雖有研究，但成本管控上不及頭部OSAT企業(yè)，在議價(jià)上操作空間也比較小，因此OSAT廠商扔掌握著多數(shù) AiP 訂單。

另外，晶圓代工廠在先進(jìn)封裝方面的布局與OSAT的營運(yùn)模式、生意模式都不同，客戶群、產(chǎn)品應(yīng)用也有區(qū)分。此外，OSAT廠商還具備產(chǎn)品多元、成本低、上市速度快的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)儲(chǔ)備豐富的頭部OSAT廠商也可以此和前道代工企業(yè)構(gòu)成差異化競(jìng)爭(zhēng)，且不懼怕被替代風(fēng)險(xiǎn)。

可見，在先進(jìn)封裝方面，晶圓代工廠和傳統(tǒng)OSAT廠商各具優(yōu)勢(shì)，并不意味著OSAT廠商要被替代。

催生新的合作模式

因此，趙超認(rèn)為，OSAT與晶圓廠之間的關(guān)系也催生出了一個(gè)新的合作模式——晶圓廠商與OSAT廠商攜手共同開展先進(jìn)封裝技術(shù)的研發(fā)。

據(jù)了解，中芯國際與OAST廠商長電科技的攜手便是一個(gè)典型的案例，兩家分別都是國內(nèi)在晶圓代工以及封測(cè)方面最具代表性的企業(yè)，二者的攜手大大促進(jìn)了國內(nèi)先進(jìn)封裝技術(shù)的研發(fā)。

三星近期推出的2.5D封裝解決方案“H-Cube”，也是三星與OSAT廠商安靠合作開發(fā)。技術(shù)公司全球研究開發(fā)中心（R&D）副社長Jin-Young Kim表示，此次的成功合作研發(fā)，證明了代工廠與OSAT廠商成為合作伙伴的重要性。

在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，晶圓廠商與OSAT廠商之間并非僅僅是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的存在，實(shí)則二者可以相互合作，形成互補(bǔ)關(guān)系，共同打造先進(jìn)封裝領(lǐng)域的美好未來。