先進封裝“三國殺”，傳統封裝廠商還有機會嗎？

文章轉載自：中國電子報 作者：沈叢

近日，臺積電宣布2022年預計資本支出將超過400億美元，其中10%將用于先進封裝。作為臺積電的主要競爭對手，三星也放出狠話要與臺積電在先進封裝領域展開競爭。去年底英特爾在馬來西亞投資70億美元擴大先進封裝產能，將先進封裝技術視為其重振旗鼓的關鍵。

Yole數據顯示，到2025年先進封裝市場營收就將突破420億美元，這幾乎是傳統封裝市場預期增長率的三倍。進入后摩爾時代，先進封裝愈發成為市場關注的焦點。傳統封裝廠商收到的壓力也越來越大，封裝市場競爭格局似乎要發生翻天覆地的變化。

晶圓廠優勢得天獨厚

OSAT廠商即外包半導體（產品）封裝和測試廠商，主要是為Foundry公司做IC產品封裝和測試的產業鏈環節，主要業務在傳統封測工藝。因此，在先進封裝方面，與晶圓廠商相比，OSAT廠商并不占優勢。

據了解，傳統的封裝工藝都是機械加工，例如磨削，鋸切，焊絲等，封裝工藝步驟主要在裸片切割后進行。而先進封裝不同，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。

北京超弦存儲器研究院執行副院長、北京航空航天大學兼職博導趙超表示，盡管OSAT廠商在傳統的封裝工藝加工方面有很多經驗，但是在晶圓級的封裝方面，經驗比不上晶圓廠商，因為晶圓級封裝更像是晶圓制造工藝，因此相較于OSAT廠商而言，晶圓廠商在先進封裝方面有著得天獨厚的優勢。

從封裝轉變為如今的先進封裝，從技術方面而言，晶圓廠更占優勢。甚至先進封裝概念早先也并非由OSAT廠商提出，而是最早誕生于2009年的臺積電。

據了解，當時臺積電團隊發現，當傳統封裝基板上的引線線寬超過50μm，且隨著邏輯芯片和存儲芯片之間的數據傳輸量越來越大，高線寬會導致整顆芯片約40%的傳輸速度和60%的功耗被白白浪費。而假如用硅中介層來替代傳統基板，將邏輯芯片和存儲芯片等進行堆疊封裝，引線線寬能夠縮小至0.4μm以內，被損耗的大部分傳輸速度和功耗都能被重新找回。也是自那時起，先進封裝開始逐漸“浮出水面”，隨后一躍成為半導體領域的焦點技術。

Yole數據顯示，2020年至2026年，先進封裝市場復合年增長率約為7.9%。到2025年，該市場營收就將突破420億美元，這幾乎是傳統封裝市場預期增長率的三倍。進入后摩爾時代，先進封裝已經成為市場關注的焦點。

先進封裝“三國殺”

擁有得天獨厚優勢的晶圓廠商們也“嗅”到了先進封裝市場的紅利，紛紛開始大力布局先進封裝領域。以臺積電、三星、英特爾為代表的晶圓廠商們，都在不斷加大在先進封裝領域的投資力度，頻頻推出在先進封裝領域的創新技術。

2015年臺積電憑借InFO封裝技術獨攬了蘋果的大單。在接下來的幾年中，臺積電也在先進封裝領域不斷發力，接連推出了CoWoS、SOIC 3D等技術，完善其在先進封裝領域的布局。為了進一步擴大其在先進封裝上影響，2020年臺積電將其旗下SoIC、InFO及CoWoS 等3D IC技術平臺進行了整合，并命名為3D Fabric。據臺積電介紹，在產品設計方面，3D Fabric提供了最大的彈性，整合邏輯Chiplet、高帶寬內存(HBM)、特殊制程芯片，可全方位實現各種創新產品設計。

三星作為臺積電在晶圓代工領域的勁敵，在先進封裝方面的布局也毫不示弱，甚至放出狠話要在2022年與臺積電在芯片先進封裝領域展開競爭。三星和臺積電的競爭，已經一路從制程擴展到了先進封裝領域。盡管起步較晚，但三星近年來一直堅持不懈地更新異質封裝技術。

2018年三星推出首款I-Cube2方案，在先進封裝領域站穩腳跟，隨后在2020年推出了X-Cube方案的3D堆疊設計。2021年11月，三星宣布已與AmkorTechnology聯合開發出混合基板立方體（H-Cube）技術，這是其新的2.5D封裝解決方案，大大降低了高性能計算等市場的準入門檻，使得三星在先進封裝領域名聲大震。

英特爾近年來在先進工藝的研發方面頻頻遭遇“難產”。這也使得英特爾在先進制程方面與臺積電、三星逐漸拉開差距。因此，英特爾愈發看重先進封裝的研發，并開始不斷發力先進封裝技術。

2021年7月，英特爾公布了有史以來最詳細的制程工藝和封裝技術發展路線，并表示將在芯片制程工藝以及先進封裝方面共同發力，在2025年之前重返產業巔峰。2021年12月17日，英特爾表示投資70億美元，以擴大其在馬來西亞檳城的先進半導體封裝工廠的生產能力。英特爾已經將先進封裝技術視為其重振旗鼓的關鍵。

傳統封裝廠并未被替代

不得不承認，眾多非傳統OSAT廠商紛紛入局先進封裝產業，給了傳統OSAT廠商不小的競爭壓力。

與其他科技領域相比，OSAT領域利潤率相對較低，競爭也比較激烈，而隨著晶圓廠商紛紛入局先進封裝領域后，競爭也在不斷加劇。

長電科技首席技術長李春興認為，OSAT廠商與晶圓廠在封裝技術上會有重疊，這使得OSAT的業務在投資支出和投資回報率方面有更多不確定性，另外在購置自動化專用的制造基礎設施時也可能會出現競爭。

然而，在先進封裝領域，傳統的OSAT廠商真的要被晶圓廠商“拍死在沙灘上”了嗎？實則不然。

趙超表示，盡管晶圓級封裝技術十分火爆，但并不意味著傳統的封裝工藝就要被淘汰，在芯片生產的過程中，無論如何最后都需要對芯片進行后道的傳統的封裝，而OSAT廠商在后道傳統封裝工藝上的經驗積累，也是難以被輕易替代的，二者各有各的優勢。

據了解，先進制程的應用也是臺積電等晶圓大廠與OSAT 之間最主要的分水嶺，臺積電等晶圓大廠更鎖定金字塔頂端芯片廠的高端產品，而其他非最先進的產品封測業務則會選擇 AMKOR、長電、日月光等 OSAT廠商。

以AiP為例，AiP封裝技術是將天線集成到芯片中，其優點在于可以簡化系統設計，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，在議價上操作空間也比較小，因此OSAT廠商扔掌握著多數 AiP 訂單。

另外，晶圓代工廠在先進封裝方面的布局與OSAT的營運模式、生意模式都不同，客戶群、產品應用也有區分。此外，OSAT廠商還具備產品多元、成本低、上市速度快的優勢，技術儲備豐富的頭部OSAT廠商也可以此和前道代工企業構成差異化競爭，且不懼怕被替代風險。

可見，在先進封裝方面，晶圓代工廠和傳統OSAT廠商各具優勢，并不意味著OSAT廠商要被替代。

催生新的合作模式

因此，趙超認為，OSAT與晶圓廠之間的關系也催生出了一個新的合作模式——晶圓廠商與OSAT廠商攜手共同開展先進封裝技術的研發。

據了解，中芯國際與OAST廠商長電科技的攜手便是一個典型的案例，兩家分別都是國內在晶圓代工以及封測方面最具代表性的企業，二者的攜手大大促進了國內先進封裝技術的研發。

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。技術公司全球研究開發中心（R&D）副社長Jin-Young Kim表示，此次的成功合作研發，證明了代工廠與OSAT廠商成為合作伙伴的重要性。

在先進封裝領域，晶圓廠商與OSAT廠商之間并非僅僅是競爭關系的存在，實則二者可以相互合作，形成互補關系，共同打造先進封裝領域的美好未來。