封裝技術發展歷程?

封裝技術的發展需要滿足電子產品小型化、輕量化、高性能等需求，因此，封裝朝小型化、多引腳、高集成目標持續演進。

封裝有多種分類方法：

1)?按材料可以劃分為:金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝等；

2)?按照和PCB板連接方式分為: PTH封裝、SMT封裝 ;

3)?按照封裝外型可分為: SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP 等。

目前封裝歷史主要按封裝技（是否焊線）將封裝工藝分為傳統封裝與先進封裝。傳統封裝的基本連接系統主要采用引線鍵合工藝，先進封裝指主要以凸點(Bumping)方式實現電氣連接的多種封裝方式，旨在實現更多 I/O 、更加集成兩大功能。 ?

▲資料來源：資產信息網 千際投行 Yole 封裝歷史發展大概分為五階段，當前，全球封裝行業的主流技術處于以 CSP、BGA 為主的第三階段，并向以系統級封裝(SiP)、倒裝焊封裝(FC)、芯片上制作凸點 (Bumping)為代表的第四階段和第五階段封裝技術邁進。

▲資料來源：資產信息網 千際投行 Yole ? 傳統封裝與先進封裝間并不存在絕對的優劣之分與替代關系，下游應用端對高算力、集成化的需求提升致使先進封裝技術成為未來發展趨勢。 ?先進封裝形式發展? 先進封裝技術的發展趨勢可以分解為3個分向量： （1）功能多樣化：封裝對象從最初的單裸片向多裸片發展，一個封裝下可能有多種不同功能的裸片； （2）連接多樣化：封裝下的內部互連技術不斷多樣化，從凸塊（Bumping）到嵌入式互連，連接的密度不斷提升； （3）堆疊多樣化：器件排列已經從平面逐漸走向立體，通過組合不同的互連方式構建豐富的堆疊拓撲。先進封裝技術的發展延伸和拓展了封裝的概念，從晶圓到系統均可用“封裝”描述集成化的處理工藝。

▲資料來源：資產信息網 千際投行 Yole ? 半導體產品在由二維向三維發展，從技術發展方向半導體產品出現了系統級封裝（SiP）等新的封裝方式，從技術實現方法出現了倒裝、凸塊、晶圓級封裝、2.5D封裝、3D封裝（TSV）等先進封裝技術。

?主流先進封裝形式介紹?

WLP（晶圓級封裝）

▲資料來源：SK Hynix，中金公司研究部 3D IC（立體封裝）

3D IC的初期型態是在封裝級別依靠傳統互連方法（鍵合/倒裝）實現垂直堆疊。與2.5D不同的是，3D通常含有芯片或器件之間的堆疊。

▲資料來源：Semiconductor Engineering，中金公司研究部 SiP（系統級封裝）

SiP是將多個具有不同功能的有源電子元件（通常是裸芯片）、無源器件及其他器件（MEMS或光學器件等）構成一個系統或子系統，并將多個系統組裝到一個封裝體內部，使其成為一個可以實現一定功能的單體封裝件。從連接方式上看，倒裝、扇出型和嵌入式（Embedded Die）是實現SiP的三條常見技術路線。

▲資料來源：Yole Development，中金公司研究部 ? Chiplet（芯粒）

Chiplet是將單顆SOC芯片的各功能區分解成多顆獨立的芯片，并通過封裝重新組成一個完整的系統。

▲資料來源：AMD官網，中金公司研究部 ?先進封裝發展趨勢與競爭格局?

1、集成電路進入“后摩爾時代”，先進封裝作用突顯

“后摩爾時代”制程技術突破難度較大，工藝制程受成本大幅增長和技術壁壘等因素上升改進速度放緩。由于集成電路制程工藝短期內難以突破，通過先進封裝技術提升芯片整體性能成為了集成電路行業技術發展趨勢。 ?2、先進封裝將成為未來封測市場的主要增長點 在芯片制程技術進入“后摩爾時代”后，先進封裝在高端邏輯芯片、存儲器、射頻芯片、圖像處理芯片、觸控芯片等領域均得到了廣泛應用。 根據市場調研機構Yole預測數據，全球先進封裝在集成電路封測市場中所占份額將持續增加。與此同時，Yole 預測2019年至2025年全球傳統封裝年均復合增長率僅為1.9%，增速遠低于先進封裝。

▲圖源：Yole 3、系統級封裝（SiP）是先進封裝市場增長的重要動力

系統級封裝產品靈活度大，研發成本和周期遠低于復雜程度相同的單芯片系統（SoC）。 根據市場調研機構 Yole 統計數據，2019年全球系統級封裝規模為134億美元，占全球整個封測市場的份額為23.76%，并預測到2025年全球系統級封裝規模將達到188億美元，年均復合增長率為 5.81%。

▲圖源：Yole

在系統級封裝市場中，倒裝/焊線類系統級封裝占比最高，2019年倒裝/焊線類系統級封裝產品市場規模為122.39億美元，占整個系統級封裝市場的91.05%。根據Yole預測數據，2025年倒裝/焊線類系統級封裝仍是系統級封裝主流產品，市場規模將增至171.77億美元。 根據Yole預測，未來5年，系統級封裝增長最快的應用市場將是可穿戴設備、Wi-Fi路由器、IoT物聯網設施以及電信基礎設施。

▲圖源：Yole

4、高密度細間距凸點倒裝產品（FC）類產品在移動和消費市場發展空間較大

據Yole數據，2020年至2026年，先進封裝收入預計將以7.9%的復合年增長率增長。到2026年，FC-CSP（倒裝芯片尺寸封裝）細分市場將達到100億美元以上。 按收入細分，移動和消費市場占2019年先進封裝總收入的85%， Yole預計到2025年復合年增長率為5.5%，占先進封裝總收入的80%。而FC CSP 封裝在移動和消費市場中占有一席之地，主要用于PC、服務器和汽車應用中使用的智能手機APU、RF組件和DRAM設備。?

5、扁平無引腳封裝產品（QFN/DFN）產品仍擁有較大容量的市場規模

QFN/DFN封裝形式雖屬于中端封裝類型，但市場容量較大，短期內被替代的可能性較低。QFN/DFN類產品有以下優點： （1）物理層面：體積小、重量輕、效率高。 （2）品質層面：散熱性能強、電性能好、可靠性強。 （3）具備更高的性價比

隨著集成電路產業的轉型升級、政策及資金支持，消費電子產業的快速崛起都推動了先進封裝的市場發展，吸引了全球各大主流IC封測廠商在先進封裝領域進行持續布局。

? 1、全球集成電路封裝市場競爭格局：日月光和三星電子兩雄爭霸

? 在集成電路封裝領域，日月光和三星電子為全球龍頭企業。日月光是首先量產SiP封裝的公司之一，很多可穿戴芯片方案選擇日月光的SiP服務。日月光也提供全面的半導體測試服務，包括前端工程測試、晶圓探測、邏輯/混合信號/ RF /(2.5D / 3D)模塊、SiP / MEMS的最終測試以及其他測試相關服務。三星電子作為老牌集成電路巨頭，具有從設計、制造到封裝的全產業鏈布局，其研發方向主要為先進封裝。

▲圖源：前瞻產業研究院

? 2、中國集成電路封裝行業競爭格局：可分為三大競爭梯隊

? 我國的集成電路封裝市場較為集中，市場競爭較為激烈。目前，我國液晶集成電路封裝市場的主要參與者有長電科技、通富微電、華天科技等企業，位于競爭第一梯隊的有長電科技、通富微電、華天科技，三者躋身2020年全球前十大封測廠商；第二梯隊有晶方科技、太極實業等企業，其規模較第一梯隊有所差距；其他中低端封裝制造商處于競爭第三梯隊。 ?

▲圖源：前瞻產業研究院 ?

從我國集成電路封裝產業鏈企業區域分布來看，集成電路封裝產業企業主要分布在江蘇、浙江、上海等沿海省市，其中江蘇省集成電路封測企業數量最多。同時，內陸省份分布較為分散，主要集中在甘肅省、湖南省兩地。 ?

▲圖源：前瞻產業研究院 ?

從代表性企業分布情況來看，以江蘇為總部的江蘇長電科技股份有限公司、通富微電子股份有限公司、蘇州晶方半導體科技股份有限公司；以甘肅為中心的天水華天科技股份有限公司知名度較高。 ?

先進封裝設備走向國產化乘著先進封裝發展的東風，先進封裝設備也逐步走向國產化，國內封裝設備市場進一步發展。

封測設備可分為封裝設備及測試設備兩大類。封裝設備方面，與引線鍵合工藝中背面減薄晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑密封、切筋成型六大工序相對應，傳統封裝設備按工藝流程主要分為減薄機、切割機、貼片機、引線鍵合機、塑封機及切筋成型機。 ? 在以凸點焊(Bumping) 代替引線鍵合的先進封裝工藝中，還需用到倒裝機、植球機、回流爐等設備例如硅通孔 (TSV) 等，先進封裝工藝中也會用到***、刻蝕機、電鍍機、PVD、CVD 等半導體制造前道設備。 ? 測試過程貫穿半導體制造的全工藝流程，主要分為設計驗證測試、過程控制測試、晶圓檢測 (CP，Circuit Probing)、成品測試 (FT，Final Test)，其中CP測試及FT測試發生在晶圓制造后，屬于半導體制造后道檢測，主要測試設備為測試機、探針臺、分選機。CF測試主要用到測試機、探針機；FT 測試主要用到測試機、分選機。 ? 過程控制測試為晶圓制造全過程的檢測，主要用到光學顯微鏡、缺陷觀測設備等；設計驗證測試由于對芯片樣片的全流程檢測，故需使用上述全部半導體測試設備。 ?

▲圖源：華泰研究 ?

機構人士分析指出，先進封裝發展將會增加設備需求：①封裝設備需求增加：例如研磨設備增加（晶圓需要做的更薄）、切割設備需求增加、固晶設備增加（DieBond要求更高）；②新設備需求：如凸塊（bump）工藝涉及到曝光、回流焊等設備等。 ?

▲圖源：華西證券研究所 ?

全球封裝設備呈現寡頭壟斷格局，ASM Pacific、K&S、Besi、Disco、Towa、Yamada等公司占據多數的封裝設備市場，行業本土替代空間大。 ? Tensun騰盛專注高端精密裝備，深度掌握精密點膠、精密劃片、精密運控平臺等核心技術；對標世界級品質標準，獲得行業多項資質、專利及榮譽。Tensun騰盛始終堅持技術創新，點膠設備成為市場主選，今年Jig Saw全自動分選一體機正式量產出貨，進一步推動先進封裝市場發貨量，推進半導體封測設備國產化進程！

編輯：黃飛

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