張心怡
在我國封測企業(yè)通過國際并購和研發(fā)創(chuàng)新加速成長,全球封測市場持續(xù)回暖的背景下,我國封測產業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展。中國半導體協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,大陸封測市場規(guī)模從2012年的1034億元增長至2018年的2196億元。在2019年封測市場,中國大陸占比達到28%,僅次于中國臺灣。但也需看到,在先進封裝領域,我國企業(yè)與國際龍頭仍存在較大差距,且在臺積電、三星等晶圓和IDM廠商持續(xù)加碼先進封裝的情況下,圍繞先進封裝技術的爭奪會更加激烈。我國企業(yè)需要卡位先進封裝,把握市場機遇,提升在中高端市場的競爭力與國際話語權,推動我國封測產業(yè)的高質量、高端化發(fā)展。
廠商競相卡位先進封裝
未來晶圓廠、IDM將成為推動先進封裝在高端市場滲透的重要力量。
順應電子元器件小型化、多功能、縮短開發(fā)周期等需求,先進封裝在半導體產業(yè)的比重穩(wěn)步提升。Yole預計,2018一2024年,先進封裝市場的年復合增長率為8%,預計在2024年達到440億美元左右,而同一時期,傳統(tǒng)封裝市場的年復合增長率僅為2.4%。為搶占技術高地,全球主要封測廠、晶圓廠、IDM都在加緊布局先進封裝。
早在2015年,長電科技就獲得了蘋果的SiP(系統(tǒng)級封裝)模組訂單。近年來,我國在SiP封裝領域取得了一系列成果。長電科技成功于2020年4月通過全球行業(yè)領先客戶的認證,實現(xiàn)雙面封裝SiP產品的量產。通富微電子推出了引腳數(shù)分別為8、9、10的SiP封裝方案。天水華天已經具備基于FOWLP、FC、WB等互連方式的SiP封裝方案。
業(yè)界專家莫大康向《中國電子報》指出,集成是“超越摩爾定律"的一個關鍵方面,而SiP能在不單純依賴半導體工藝縮放的情況下,實現(xiàn)更高的集成度。
“SiP不再一味關注摩爾定律帶給芯片的性能上升和功耗下降,而是從市場需求出發(fā),實現(xiàn)終端電子產品的輕薄短小、多功能、低功耗等特性。在行動裝置與穿戴裝置等輕巧型產品興起后,SiP的重要性日益顯現(xiàn)?!蹦罂嫡f。
從技術研發(fā)來看,SiP涉及的多為封裝廠已經具備的技術,但是集成多種芯片的封裝結構,對廠商的機臺配比和管理能力提出了更高要求。
“在SiP封裝技術中,一個封裝體里面可能有幾十顆裸芯片,如果一個幾分錢的裸芯片壞了,就會把幾十顆裸芯片都浪費掉,非??简瀼S商的管理能力。同時,廠商需要圍繞SiP需求布置產線,或對原有的機臺配比
進行調整,并保證機臺的利用效率。摩爾精英副總裁、速芯微電子董事長唐偉煒向《中國電子報》表示。
除了系統(tǒng)級封裝,晶圓級封裝、3D封裝也是封裝業(yè)發(fā)展的主要趨勢。Yole統(tǒng)計顯示,2018年FLIP-CHIP技術占整個先進封裝市場份額的80%以,上,預計到2024年FLIP-CHIP份額將降至70%左右。未來五年,預計先進封裝市場成長最快速的技術是扇出型封裝和硅通孔。
先進封裝對延續(xù)摩爾定律生命周期的重要性,也引起了晶圓廠商和IDM廠商的重視。CINNORearch相關負責人向《中國電子報》記者指出,在后段異質高階封裝技術水平越來越高的發(fā)展情況下,封裝勢必融人前段工藝,為客戶提供“一條龍”式最高經濟效益的生產方式,這是晶圓廠商布局先進封裝的優(yōu)勢所在。
芯謀研究首席分析師顧文軍向《中國電子報》記者指出,晶圓級封裝和3D封裝是未來主要的封裝趨勢,臺積電、中芯國際等晶圓代工廠和三星等IDM涉足先進封裝業(yè)務,將對整個封裝產業(yè)帶來巨大影響。臺積電引入CoWoS(基片上晶圓封裝)作為用于異構集成硅接口的高端先進封裝平臺以來,從InFO(集成式扇出技術)到SoIC(集成芯片系統(tǒng)),再到3D多棧(MUST)系統(tǒng)集成技術和3DMUST-in-MUST(3D-mim扇出封裝),進行了一系列創(chuàng)新。三星推出了FOPLP(扇出型面板級封裝)技術,英特爾推出了邏輯芯片的3D堆疊封裝方案Fove-ros,中芯國際與長電科技聯(lián)合成立的中芯長電發(fā)布了超寬頻雙極化的5G毫米波天線芯片晶圓級集成封裝SmartAiP。未來晶圓廠、IDM將成為推動先進封裝在高端市場滲透的重要力量。
新興技術帶來市場增量
先進封裝工藝的需求與日俱增,但產能卻沒有跟上,是目前封測產業(yè)的市場機遇。
由于疫情對世界經濟造成沖擊,下游終端市場需求不振,全球產業(yè)鏈供應鏈出現(xiàn)阻斷,市調機構對于2020年半導體營收的預測出現(xiàn)不同程度的下調。但是,以5G、AI、汽車電子為代表的新興技術,將帶動各行各業(yè)的智能化、數(shù)字化、信息化轉型,對電子元器件的需求也將大幅上升,為我國半導體產業(yè)帶來廣闊的市場機遇,并形成封裝產業(yè)的市場增量。
顧文軍向記者指出,5G高性能計算、汽車電子、CIS是拉動封裝產業(yè)成長的重要動能。
在5G方面,由于5G芯片天線數(shù)量激增且可用面積維持不變,AiP封裝成為廠商的理想解決方案,AiP主要采用SiP或PoP結構,將RF芯片置人封裝,以實現(xiàn)縮小體積、減少傳輸距離并降低信號傳輸損耗的目的。
“先進封裝工藝的需求與日俱增,但產能卻沒有跟上,是目前封測產業(yè)的市場機遇。其中SiP技術的發(fā)展是我國封裝企業(yè)很好的發(fā)展機會?!鳖櫸能娬f。
高性能計算方面,高性能計算機以及高頻、高速、高可靠、低延遲、微系統(tǒng)集成等需求推動了AiP、FC、2.5D和3D、扇進和扇出型封裝等先進封裝技術的應用。同時,汽車電子和CIS也將對封裝產業(yè)起到拉動作用。
“相比傳統(tǒng)汽車,新能源汽車需要用到更多的電子器件,由汽車電子帶動的相關市場是封測發(fā)展的重要機會?!鳖櫸能姳硎?,“在CIS方面,過去幾年手機拍照是最大的終端用戶市場。未來五年,汽車電子、醫(yī)療、安防等也將為CIS注人發(fā)展動力,并形成封測業(yè)務的市場增量?!?/p>
唐偉煒表示,交通、建筑照明、安防、家居等傳統(tǒng)產業(yè)在智能化轉型的過程中,對于電子元器件的需求將大幅提升,為封測業(yè)帶來廣闊的市場空間。以樓宇照明為例,傳統(tǒng)的燈管費電且不智能,如果換成lED照明,并通過服務器來控制,實現(xiàn)智能感應,可以極大地降低功耗?!耙黄椒矫椎臉怯钫彰鳎鸵玫酱蠹s2000多顆LED的小芯片。同理,未來插座也將通過感應芯片實現(xiàn)自動斷電,加上樓房里的監(jiān)控、安防系統(tǒng),都要用到大量的芯片。在智能家居方面,語音控制芯片以及配套的射頻、連接芯片,現(xiàn)在已經能看到實實在在的需求,起量很快?!碧苽槺硎?。
從價值鏈低端走向高端
封測企業(yè)既要有潛心研究的定力,也要有緊跟市場的魄力,要提前做好技術積累和產能規(guī)劃,獲得更多發(fā).展機遇。
雖然中國大陸封測產業(yè)的市場占比已經達到28%,且有長電科技、通富微電子、華天科技三家營收躋身全球前十的封測企業(yè)。但在中高端市場,我國封裝企業(yè)的話語權有待提升,需要持續(xù)攻關,掌握先進封裝技術,做好人才儲備、產業(yè)生態(tài)建設,并提升市場響應能力。
顧文軍表示,當前中國封裝產業(yè)還存在著許多挑戰(zhàn):一是與國際大廠在先進封裝技術的差距需要進一步縮小;二是產業(yè)鏈的完善程度有待提升,需補齊、強化在光刻膠、電鍍液、粉末樹脂等材料和制造設備領域的短板和弱項;三是人才供給面臨緊缺;四是3DIC堆疊和Fan-out扇出封裝等先進封裝技術是發(fā)展最快的先進封裝平臺,需加強對先進封裝平臺和技術的布局;五是供應鏈的延伸導致封測產業(yè)的競爭加劇,終端廠商進入IC設計,晶圓跨界封裝越來越成為趨勢。
莫大康表示,中國半導體封裝業(yè)必須兩頭抓。首先要大力開發(fā)先進技術,進軍高端市場。
“如果僅僅聚焦于中低端市場,推出低附加值的產品技術,企業(yè)很難形成規(guī)模并做強做大。我國封裝企業(yè)必須加強研發(fā)與投資,積極開發(fā)先進技術,結合巨大的應用市場,走以產品為特色的發(fā)展路.徑。SiP、Chiplet等技術是重點研發(fā)方向?!蹦罂嫡f。
同時,中國半導體封裝業(yè)需進一步提升競爭力和國際話語權。
“在先進封裝技術中,由于大部分技術是近10年發(fā)展起來的,各國從業(yè)者幾乎處在同一起跑線上。必須樹立信心、集中資源、扎實工作,搜羅優(yōu)秀人材,加強合作,在全球封裝中開出一條新的路徑。”莫大康表示。
顧文軍指出,我國封測產業(yè)要從四個方面提升競爭力。一是當前形勢下,最需要的是戰(zhàn)略定力。要敢于堅持得到實踐證明的有效做法,并加以改進完善,避免運動式、間歇式的攻關。二是不能孤立、被動的應對“短板”問題,必須有系統(tǒng)性的策劃,通過整體能力的提升、局部優(yōu)勢的建立,形成核心競爭力。三是創(chuàng)新不是“自己創(chuàng)新”,必須堅持開放合作。要發(fā)揮中國市場潛力,開拓新的空間,掌握核心技術,在全球產業(yè)分工中從價值鏈低端走向高端。四是在集成電路產業(yè)發(fā)展中,產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、金融鏈“三鏈融合”是必由之路,需要更專業(yè)的投融資平臺和更寬松的信貸政策扶持。
唐偉煒表示,中國封測產業(yè)要做大做強,首先要從人才培養(yǎng)人手,將高端人才吸引到封測產業(yè);同時要提升產業(yè)鏈完善程度,增強對關鍵IP、材料、設備的研發(fā)攻關,這樣封測產業(yè)才能配合上游環(huán)節(jié),提升對市場需求的響應速度;此外,封測企業(yè)既要有潛心研究的定力,也要有緊跟市場的魄力,要提前做好技術積累和產能規(guī)劃,獲得更多發(fā)展機遇。