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先進封裝強勢崛起,影響IC產業格局

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瀏覽:- 發布日期:2019-03-20 15:40:24【

先進封裝強勢崛起,影響IC產業格局

摩爾定律的延伸受到物理極限、巨額資金投入等多重壓力,迫切需要別開蹊徑延續工藝進步。而通過先進封裝集成技術,可以更輕松地實現高密度集成、體積微型化和更低的成本。封裝行業將在集成電路整體系統整合中扮演更重要的角色,也將對產業的格局形成更多影響。隨著先進封裝的推進,集成電路產業將展現出一些新的發展趨勢,有先進封裝的集成電路產業樣貎將會有所不同。

定時IC芯片

先進封裝增速遠超傳統封裝

當前社會正處于新技術與新應用全面爆發的背景下,移動設備、大數據、人工智能、5G通信、高性能計算、物聯網、智能汽車、智能工業等快速發展。這些技術與應用必將對底層芯片技術產生新的需求。據麥姆斯咨詢的介紹,支持這些新興大趨勢的電子硬件需要高計算能力、高速度、更多帶寬、低延遲、低功耗、更多功能、更多內存、系統級集成、更精密的傳感器,以及最重要的低成本。這些新興趨勢將為各種封裝平臺創造商機,而先進封裝技術是滿足各種性能要求和復雜異構集成需求的理想選擇。

目前來看,扇出型封裝(FOWLP/)、系統級封裝(SiP)、3D封裝是最受關注的三種先進封裝技術。扇出型封裝是晶圓級封裝中的一種,相對于傳統封裝具有不需要引線框、基板等介質的特點,因此可以實現更輕薄短小的封裝。根據IC Insight預計,在未來數年之內,利用扇出型封裝技術生產的芯片,每年將以32%的增長率持續擴大,2023年扇出型封裝市場規模將超過55億美元。

系統級封裝可以將一個或多個IC芯片及被動元件整合在一個模塊中,從而實現具有完整功能的電路集成,它也可以降低成本,縮短上市時間,同時克服了SoC中諸如工藝兼容、信號混合、噪聲干擾、電磁干擾等難題。

3D封裝通過晶圓級互連技術實現芯片間的高密度封裝,可以有效滿足高功能芯片超輕、超薄、高性能、低功耗及低成本的需求,被大多半導體廠商認為是最具有潛力的封裝方法。

總之,在市場需求的帶動下,越來越多先進封裝技術被開發出來,先進封裝的市場占比將會進一步擴大。統計數據顯示,從2017年到2023年,整個半導體封裝市場的營收將以5.2%的年復合增長率增長,而先進封裝市場將以7%的年復合增長率增長,市場規模到2023年將增長至390億美元,傳統封裝市場的復合年增長率則低于3.3%。

展現三大發展趨勢

隨著先進封裝技術的發展以及市場規模的擴大,其對于整個集成電路產業結構將產生越來越大的影響。首先是中段工藝的出現并逐漸形成規模。隨著傳統封裝技術向先進封裝過渡,有別于傳統封裝技術的凸塊(Bumping)、再布線(RDL)、硅通孔(TSV)等中段工藝被開發出來,并且開始發揮重要作用。中芯長電半導體首席執行官崔東表示,僅靠縮小線寬的辦法已經無法同時滿足性能、功耗、面積,以及信號傳輸速度等多方面的要求,因此半導體企業開始把注意力放在系統集成層面來尋找解決方案,也就是通過先進的硅片級封裝技術,把不同工藝技術代的裸芯封裝在一個硅片級的系統里,兼顧性能、功耗和傳輸速度的要求。這就產生了在硅片級進行芯片之間互聯的需要,進而產生了凸塊、再布線、硅通孔等中段工藝。而中段硅片加工的出現,也打破了前后段芯片加工的傳統分工方式。

其次,制造與封裝將形成新的競合關系。由于先進封裝帶來的中段工藝,封測業和晶圓制造業有了更緊密的聯系,在帶來發展機遇的同時,也面臨著新的挑戰。中段封裝的崛起必然擠壓晶圓制造或者封裝測試業的份額。有跡象表明,部分晶圓廠已加大在中段封裝工藝上的布局。晶圓廠有著技術和資本的領先優勢,將對封測廠形成較大的競爭壓力。傳統封測廠較晶圓制造業相比屬于輕資產,引入中段工藝后,設備資產比重較傳統封裝大大增加,封測業的先進技術研發和擴產將面臨較大的資金壓力。

最后,推動集成電路整體實力的提升。后摩爾時代的集成電路產業更強調產業鏈的緊密合作,強化產業鏈上下游之間的內在聯系,要求各個環節不再是割裂地單獨進行生產加工,而是要求從系統設計、產品設計、前段工藝技術和封測各個環節開展更加緊密的合作。企業對于先進封裝業務的競爭,最終還需表現為產業鏈之間綜合實力的競爭。

中國應加快虛擬IDM生態鏈建設

近幾年中國集成電路封測產業實現了高速發展,有了長足的進步,然而國內集成電路封測產業鏈整體技術水平不高也是不爭的事實。半導體專家莫大康認為,中國現在非常重視集成電路產業,推動先進封裝業的發展就是非常必要的了。中國的封裝測試是集成電路三業(設計、制造、封測)中起步最早的,與國際水平差距也比較小,因此完全有能力發展起來。

華進半導體總經理曹立強在近日的演講中再次提出,推動國內“EDA軟件—芯片設計—芯片制造—芯片封測—整機應用”集成電路產業鏈虛擬IDM生態鏈的建設,以市場需求牽引我國集成電路封測產業快速發展。集成電路的競爭最終會表現為產業鏈之間綜合實力的競爭,先進封裝的發展需要從工藝、設備和材料等方面的協同。

在新的技術趨勢和競爭環境下,集成電路產業越來越表現為產業鏈整體實力的競爭。過去幾年,國際半導體制造公司紛紛加大力度向先進工藝挺進,在持續大規模資本投入擴建產能的帶動下,一些半導體制造大廠同樣具備了完整的先進封裝制造能力。

應對這樣的產業形勢,曹立強指出,重點在于突破一些關鍵性技術,如高密度封裝關鍵工藝、三維封裝關鍵技術、多功能芯片疊層集成關鍵技術、系統級封裝關鍵技術等。建設立足應用、重在轉化、多功能、高起點的虛擬IDM產業鏈,解決集成電路產業領域的關鍵技術,突破技術瓶頸。

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