先进封装“内卷”升级

对于中国大陆而言，半导体依然属于朝阳产业，但从全球视角来看，该行业已经发展到很成熟的阶段，也经常有业界人士表示，半导体已经是夕阳产业，从越来越激烈的竞争态势来看，这种说法不无道理。

当下，中国大陆半导体产业，特别是IC设计和封装测试，由于参与者众多，竞争不断加剧，但整体发展水平还不高，因此，在这两个领域，中低端产品和服务“内卷”严重，要想突破这个怪圈，必须向高端方向发展。与此同时，国际大厂，无论是IC设计，晶圆代工，还是封装测试，则开始在中高端产品和服务方面加剧竞争，特别是在目前全球经济不景气的时段，半导体产品需求疲弱，国际大厂在高精尖威廉希尔官方网站 领域的“内卷”也在加剧，封装就是典型代表，因为封装测试是半导体芯片生产的最后一个环节，其威廉希尔官方网站 含量相对于晶圆代工要低一些，因此，国际大厂在这部分的“内卷”更明显，且已经从传统封装威廉希尔官方网站 ，延续到先进封装。

01先进封装简介 与传统封装威廉希尔官方网站 相比，先进封装具有小型化、轻薄化、高密度、低功耗和功能融合等优点，不仅可以提升性能、拓展功能、优化形态，相比系统级芯片（SoC），还可以降低成本。

传统封装威廉希尔官方网站 主要包括直插型封装、表面贴装、针栅阵列（PGA）等，当然，它们下面还有细分威廉希尔官方网站 种类，这里就不赘述了。先进封装威廉希尔官方网站 则可以分为两个发展阶段：首先是以球栅阵列、倒装芯片（Flip-Chip, FC）为代表的威廉希尔官方网站 ，它们已经发展到比较成熟的阶段；其次是以先进系统级封装（SiP）、晶圆级封装（WLP）为代表的威廉希尔官方网站 ，由传统的二维走向三维封装，目前，这类威廉希尔官方网站 最为先进，且处于成长期，还没有完全成熟。本文主要讨论的就是这些还没有完全成熟的先进封装威廉希尔官方网站 。

SiP是一个非常宽泛的概念，广义上看，它囊括了几乎所有多芯片封装威廉希尔官方网站 ，但就最先进SiP封装威廉希尔官方网站 而言，主要包括 2.5D/3D Fan-out（扇出）、Embedded、2.5D/3D Integration，以及异构Chiplet封装威廉希尔官方网站 。

晶圆级封装分为扇入型(Fan-in)和扇出型(Fan-out)。扇入型封装直接在原硅片上完成，是在原芯片尺寸内部将所需要的 I/O排列完成，封装尺寸基本等于芯片尺寸；扇出型封装是扇入型的改良版本，制程与扇入型基本一致，不同之处在于其并不是在原始硅片上做，而是将芯片切割下来，然后重组晶圆，这样做的目的是制造扇出区的空间。

2.5D/3D Fan-out 由扇出型晶圆级封装威廉希尔官方网站 发展而来，其I/O数多达数千个，是目前最先进的封装威廉希尔官方网站 ，广泛应用于移动设备，特别是智能手机。

据Yole统计，2021年先进封装市场规模为374亿美元，预计2027年之前，将以9.6%的复合年增长率（CAGR）增长至650亿美元。

目前，广义层面的先进封装市场，倒装（Flip-chip）的规模最大，占据着80%的先进封装市场份额，其次是晶圆级扇入和扇出型封装，而晶圆级封装相对于整体先进封装市场规模还比较小，主要受制于先进制程工艺掌握在少数几家厂商手中，但从增长幅度和发展潜力来看，3D堆叠/ Embedded /晶圆级扇出型是发展最快的三大封装威廉希尔官方网站 。

到2027年，预计2D/3D封装市场规模将达到150亿美元，扇出型WLP约为40亿美元，扇入型约为30亿美元，Embedded 约为2亿美元。与传统封装相比，先进封装的应用范围不断扩大，预计到2027年将占整个封装市场的50%以上。

02不同业态厂商的发展路线

近些年，除了传统委外封测代工厂（OSAT）之外，晶圆代工厂（Foundry）、IDM也在大力发展先进封装或相关威廉希尔官方网站 ，甚至有IC设计公司（Fabless）和OEM也参与其中。

不同业态的厂商，其在封装业务方面投入的资源也有所不同，威廉希尔官方网站 发展路线也存在差异。总体而言，最具代表性的企业包括四家，分别是台积电、日月光、英特尔和三星电子，其中，台积电和三星电子是Foundry，英特尔是IDM，日月光是OSAT。

由于在发展先进封装威廉希尔官方网站 和业务方面具有前瞻性，再经过多年积累和发展，目前，台积电已成为先进封装威廉希尔官方网站 的引领者，相继推出了基板上晶圆上的芯片（Chip on Wafer on Substrate, CoWoS）封装、整合扇出型（IntegratedFan-Out, InFO）封装、系统整合芯片（System on Integrated Chips,SoIC）等。英特尔则紧追其后，推出了EMIB、Foveros和Co-EMIB等先进封装威廉希尔官方网站 ，力图通过2.5D、3D和埋入式3种异构集成形式实现互连带宽倍增与功耗减半的目标。三星电子相对落后一些，为了追赶台积电，前些年推出了扇出型面板级封装（Fan-Out Panel Level Package, FOPLP）威廉希尔官方网站 ，在大面积的扇出型封装上进一步降低封装体的剖面高度、增强互连带宽、压缩单位面积成本，目的是取得更高的性价比。

Foundry方面，由于2.5D/3D封装威廉希尔官方网站 中涉及前道工序的延续，晶圆代工厂对前道制程非常了解，对整体布线的架构有更深刻的理解，因此，在高密度封装方面，Foundry比传统OSAT厂更具优势。另外，Foundry更擅长扇出型封装，在这方面的投入更多，主要原因是扇出型封装的I/O数量更多，而且定制化程度较高，从发展情势来看，传统OSAT厂在扇出型封装方面将会受到较大冲击，未来的市场份额越来越小。Yole预计到2024年，Foundry将会占据71%的扇出型封装市场，而OSAT的市场份额将会降至19%。

以台积电为例，2020年，该公司将其SoIC、InFO、CoWoS等3DIC威廉希尔官方网站 ，整合命名为TSMC 3D Fabric，进一步将制程工艺和封装威廉希尔官方网站 深度整合，以加强竞争力。

台积电用于手机AP的InFO封装威廉希尔官方网站 ，是几乎不使用封装载板的InFO_PoP(Package-on-Package)，与OSAT以载板威廉希尔官方网站 为基础的FC-PoP分庭抗礼。

最先进封装威廉希尔官方网站 多用于手机芯片，如应用处理器AP。在手机AP封装结构组成中，下层为逻辑IC，上层为DRAM，若采用InFO_PoP威廉希尔官方网站 ，芯片客户必须先采购DRAM，但因为DRAM有类似期货的价格走势，加上晶圆级Fan-out成本高昂，近年来，虽然InFO_PoP已经发展到第七代，实际有量产订单的，还是以苹果AP为主。

考虑到DRAM的采购成本，台积电推出了仅有下层逻辑IC封装部分的InFO_B(Bottom only)衍生威廉希尔官方网站 ，据了解，联发科等对于此威廉希尔官方网站 兴趣浓厚，毕竟，手机AP兼顾效能、功耗、体积、散热等的发展趋势未变，或许Fan-out威廉希尔官方网站 正是抗衡高通，追赶苹果的关键。

一线IC设计公司曾指出，手机芯片厂商虽然有导入Fan-out等先进封装威廉希尔官方网站 的意愿，但产线会先锁定少数顶级旗舰级AP，同时会优先考虑最具量产经验的Foundry。日月光、Amkor、长电等OSAT厂，强项是需求量庞大的载板型FC封装威廉希尔官方网站 ，即便是4nm、3nm制程，FC封装仍是具有性价比优势的首选。但是，IC设计公司需要更多的差异化产品和服务，在IC设计公司取得先进制程产能后，进入后段封装流程，市面上唯一具有手机AP Fan-out封装大规模量产经验的，只有台积电。

三星方面，先进封装威廉希尔官方网站 相对台积电起步较晚，三星原本想以扇出型面板级封装（FOPLP）威廉希尔官方网站 抢夺手机AP市场份额，然而，三星一直未能很好地解决FOPLP的翘曲等问题，同时，FOPLP封装的芯片精度无法与晶圆级封装相比，使得良率和成本难题无法得到改善。目前，采用FOPLP量产的芯片仍然以智能穿戴设备应用为主，还无法在智能手机等要求更高的应用实现规模量产。

面对并不成功的FOPLP，三星于2020年推出了3D堆叠威廉希尔官方网站 “X-Cube”，2021年还对外宣称正在开发“3.5D封装”威廉希尔官方网站 。

为了在先进封装威廉希尔官方网站 方面追赶竞争对手，2022年6月，三星DS事业部成立了半导体封装工作组（TF），该部门直接隶属于DS事业本部CEO。

作为IDM，英特尔也在积极布局2.5D/3D封装，其封装产品量产时间晚于台积电。英特尔2.5D封装的代表威廉希尔官方网站 是EMIB，可以对标台积电的CoWoS威廉希尔官方网站 ，3D封装威廉希尔官方网站 Foveros对标台积电的InFO。不过，目前及可预见的未来一段时期内，英特尔的封装威廉希尔官方网站 主要用在自家产品上，对市场造成的影响较小。

与Foundry、IDM相比，传统OSAT在多功能性基板整合组件方面（比如 SiP 封装）占据优势，其市场份额也更大。另外，OSAT擅长扇入型封装，仍将是市场的主要玩家。

相对于Foundry的SiP封装威廉希尔官方网站 ，OSAT厂（日月光等）的优势在于异构集成，例如苹果手表S系列高密度整合了各种有源和无源器件，相关威廉希尔官方网站 多用于射频、基站、车用电子等领域的多种器件集成。而Foundry对该领域的布局意愿不大，主要精力放在了高性能计算、高端传感所需的高难度、高密度封装工艺上。因此，对于OSAT来说，异构SiP封装是一个稳定的增量市场。据Yole统计，2020年，OSAT占据60%的SiP市场份额，而Foundry和IDM分别占据14%和25%。

03结语

对于国际大厂而言，传统封装威廉希尔官方网站 已经被淹没在“红海”之中，没有什么投资价值了。而随着先进制程工艺发展与摩尔定律越来越不匹配，退而求其次，需要在先进封装工艺方面下功夫，这是市场应用发展提出的需求。因此，国际大厂，特别是在先进制程工艺方面处于行业领先地位的厂商，无论是Foundry，还是IDM，都开始在最先进封装领域投下重注，以求在先进制程+先进封装融合方面形成护城河，以在未来的竞争中占据更有利的位置。

在发展最先进封装威廉希尔官方网站 的道路上，不同业态厂商所选择的路线也有所不同。

传统OSAT没有芯片制造的前道工序，其封装威廉希尔官方网站 对与制程工艺的融合和匹配度要求不高，因此，OSAT仍以多芯片的SiP封装为主要发展方向。

Foundry则与OSAT正相反，需要发挥其前道芯片先进制造工艺的优势，走的是芯片制造+封装高度融合的路线。

IDM则介于Foundry和OSAT之间，更加平衡，无论是晶圆级封装，还是先进SiP，在IDM那里都有较为广阔的用武之地。而就目前情况来看，在与先进制程工艺（10nm以下）匹配的先进封装威廉希尔官方网站 方面，能够驾驭并愿意投入重注的IDM仅有英特尔一家。由于外售份额非常有限，与头部Foundry和OSAT相比，英特尔发展最先进封装威廉希尔官方网站 以“自娱自乐”为主，未来能否有拓展，就要看该公司晶圆代工业务的发展情况了。