由于芯片短缺和地緣政治緊張局勢，先進封裝變得更加重要起來。2022年先進封裝市場約占整個集成電路封裝市場的48%，而且市場份額還在穩(wěn)步提升，這主要是因為先進封裝被視為是后摩爾時代芯片性能提升的關(guān)鍵。我們發(fā)現(xiàn)，先進封裝的格局正在悄然發(fā)生變化，或許對長久以來形成的封裝價值鏈產(chǎn)生一定的風險。

先進封裝發(fā)展的簡史

自2000年以來，先進封裝技術(shù)的演進速度非?？?。先進的封裝正在幫助滿足對運行現(xiàn)在成為主流的新興應(yīng)用的半導體的需求，例如，5G、自動駕駛汽車和其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及虛擬和增強現(xiàn)實。

先進封裝技術(shù)的演進歷程一覽

起始于1950年的Wire Bonding技術(shù)至今仍在使用，它是一種將印刷電路板（PCB）連接到芯片，包含集成電路的硅方塊的互連技術(shù)，使用焊球和細金屬線。它比封裝的芯片需要更少的空間，可以連接相對較遠的點，但它在高溫、高濕和溫度循環(huán)的情況下可能會失效，而且每個鍵必須按順序形成，這增加了復(fù)雜性并會拖慢制造速度。Mckinsey & Company預(yù)計到2031年，焊線市場的價值約為160億美元，年復(fù)合增長率為2.9%。

封裝技術(shù)的第一次重大演變是在1995年，倒裝芯片（Flip chip）使用了一個面朝下的芯片，其整個表面區(qū)域通過焊接 "凸點 "用于互連，將PCB與芯片粘合在一起。這導致了更小的外形尺寸，或硬件尺寸，以及更高的信號傳播速率，即信號從發(fā)射器到接收器的更快移動。倒裝芯片封裝是目前最常見、成本最低的技術(shù)，主要用于CPU、智能手機和射頻系統(tǒng)封裝解決方案。倒裝芯片允許更小的裝配，可以處理更高的溫度，但它們必須安裝在非常平整的表面上，而且不容易更換。目前倒裝芯片市場約為270億美元，預(yù)計年復(fù)合增長率為6.3%，到2030年應(yīng)達到450億美元。

2000年出現(xiàn)了晶圓級封裝（WLCSP），主要分為兩種類型：扇入式（Fan-in）和扇出式（Fan-out）。2010年堆疊式WLCSP得到了發(fā)展，它可以在同一封裝中實現(xiàn)多個集成電路，并被用于整合邏輯和存儲芯片的異質(zhì)結(jié)合，以及存儲芯片堆疊。在2.5D堆疊中，兩個或更多的芯片并排鋪設(shè)，用一個插板將一個芯片連接到另一個。如前文所述，目前最大的WLCSP制造商是臺積電。臺積電的CoWoS-S（基片上的芯片）在市場上占主導地位。

2015年3D堆疊又開始被發(fā)展，3D堆疊是多個芯片被正面朝下放在彼此的頂部，有或沒有插板。有兩種主要的3D堆疊類型。最常見的類型是帶有微凸點（μ-bumps）的TSV。較新的替代方法，即hybrid bonding，使用電介質(zhì)粘接和嵌入式金屬形成互連，它剛剛被存儲器廠商所探索。

先進封裝市場份額逐步增加

據(jù)Yole預(yù)測，先進封裝市場在2022年價值443億美元，預(yù)計從2022年到2028年將以 10.6%的復(fù)合年增長率 (CAGR) 增長至786億美元。相比之下，傳統(tǒng)封裝市場預(yù)計從2022 年到2028年的復(fù)合年增長率將放緩至3.2%，達到575億美元?？傮w而言，封裝市場預(yù)計將以6.9%的復(fù)合年增長率增長，達到1360億美元。

由此，可以看出先進封裝在芯片中的重要性。2022年先進封裝市場約占整個集成電路 (IC) 封裝市場的48%，并且由于各種大趨勢，其份額正在穩(wěn)步增加。在先進封裝市場中，包括FCBGA和FCCSP在內(nèi)的倒裝芯片平臺在2022年占據(jù)了51%的市場份額。預(yù)計2022年至2028年收入復(fù)合年增長率最高的細分市場是ED、2.5D/3D和倒裝芯片，增長率分別為30%、19%和8.5%。

從市場來看，2022年，移動和消費市場仍然是先進封裝的主要采用者，其大約占整個先進封裝市場的70%，預(yù)計2022年至2028年的復(fù)合年增長率為7%，到2028年將占先進封裝收入的61%。除此之外，電信和基礎(chǔ)設(shè)施部分增長最快，收入增長率約為17%，預(yù)計到 2028年將占先進封裝市場的27%。汽車和運輸將占市場的9%，而醫(yī)療、工業(yè)和航空航天/國防等其他領(lǐng)域?qū)⒄?%。

2022年TOP15先進封裝玩家變化幾何？

下圖是Yole Intelligence統(tǒng)計的2022年TOP15先進封裝廠商的排名情況。在先進封裝市場中，前七大廠商占據(jù)著主導地位。日月光繼續(xù)主導市場，遙遙領(lǐng)先于其他競爭對手。安靠緊隨其后。但如果對比前一年的排名情況，可以看出，晶圓代工廠臺積電和三星在先進封裝領(lǐng)域的勢頭發(fā)展迅猛，英特爾一直處于第3的位置。先進封裝已成為半導體創(chuàng)新、增強功能、性能和成本效益的關(guān)鍵，而先進封裝市場悄然成為晶圓代工廠的地盤。

具體來看，2021年臺積電排在第五位，營收為450億美元，2022年以531億美元的收入上升了1名，緊追第2名的英特爾。臺積電一直憑借其CoWoS生產(chǎn)和多樣化產(chǎn)品組合（包括3D SoIC、InFO_SoW和CoWoS變體）在高端先進封裝領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。英特爾在2022年大力投資先進封裝，但PC市場的疲軟等宏觀經(jīng)濟因素影響了其2023年的核心業(yè)務(wù)。所以，今年，臺積電在先進封裝方面的投資目前來看是要遠遠大于英特爾的。

臺積電近段時間來表示，由于AI芯片訂單的高需求，其先進封裝需求遠大于現(xiàn)有產(chǎn)能，臺積電被迫緊急增加產(chǎn)能，并希望擴產(chǎn)速度越快越好。據(jù)報道臺積電承諾在2023年期間為 Nvidia處理額外的10,000個CoWoS晶圓。在AI應(yīng)用的推動下，臺積電市值已重回5000億美元。臺積電還在上周新開了一家3D Fabric封裝廠Fab6，這是臺積電首個一體式的先進封裝測試工廠，該廠已準備好量產(chǎn)臺積電SoIC封裝技術(shù)。

三星這兩年在先進封裝上的押注也非常大，2022年三星以400億美元的收入位居第六名。三星為高帶寬存儲器（HBM）和3DS產(chǎn)品、扇出面板級封裝（FO）和硅中介層提供先進封裝解決方案，從而實現(xiàn)高端性能產(chǎn)品。三星在去年12月專門成立了先進封裝部門（AVP），并宣布其目標是用先進封裝技術(shù)超越半導體的極限。三星還從臺積電以及蘋果等公司挖來不少封裝技術(shù)領(lǐng)域的大牛。

自今年年初以來，三星一直在投資其Cheonan封裝生產(chǎn)線。另外據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，三星還在加緊布局FO，并計劃投資7500萬美元在日本建立相關(guān)產(chǎn)線，并在尋求加強與日本芯片制造設(shè)備和材料供應(yīng)商的聯(lián)系，在FO領(lǐng)域，目前臺積電獨大，大約占據(jù)77%的市場份額，三星有意來分一杯羹。按照三星先前公布的計劃，其目標是在2027年將先進制程產(chǎn)能較2022年提升3倍以上。

大陸廠商方面，長電科技2022年和2021年在先進封裝的營收相差無幾，被臺積電超越之后，排在第5。通富微電仍處于第七的位置，但是其這幾年的增速較快，2022年通富微電在先進封裝的收入由239億美元增加到了310億美元，漲幅達22%，主要原因系通富微電憑借7nm、5nm、FCBGA、Chiplet等先進技術(shù)優(yōu)勢，不斷強化與AMD等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的深度合作，鞏固和擴大了先進產(chǎn)品市占率。天水華天2022年受消費市場需求的下降，收入由190億美元減少176億美元，位于第9名。

臺系封裝廠商也受到終端市場產(chǎn)品需求下滑的影響，不少臺系封裝廠商的營收都有一定程度的下滑。

• 中國臺灣的力成科技（powertech）2022年收入下降了近30億美元，由2021年的第6掉到第8位。

  
  

• 第11位的京元電子原本是全球最大的專業(yè)純測試公司，近幾年來開始向封裝領(lǐng)域投資，京元電子的收入減少的幅度不大。

  
  

• 第13名的臺灣的欣邦科技（Chipbond）是一家提供LCD驅(qū)動器從晶圓碰撞到封裝后端組裝處理的全套交鑰匙服務(wù)的公司，收入由98.7億美元下降到78億美元。

• 第14的ChipMOS是臺灣的芯茂科技，2021年排在第11位，落后了3名，收入由99億美元下降到了76億美元。
  

  
  

• 第15的臺灣的矽格股份（Sigurd）收入變動不大。

  
  

• 第10位的新加坡OSAT廠商UTAC收入也有所下降，2021年其排第9。UTAC成立于1997年，從內(nèi)存測試和DRAM交鑰匙測試和封裝服務(wù)做起。2005年收購Ultra Tera  (UTAC Taiwan) 以在臺灣建立業(yè)務(wù)并增加存儲設(shè)備測試和組裝服務(wù)；2006年收購NS Electronics Bangkok (UTAC Thailand) 進軍模擬封裝市場；2014年收購松下在新加坡、馬來西亞和印度尼西亞的3家工廠，進軍汽車和工業(yè)終端市場。

值得一提的是，2021年還排在第16位的泰國的華納微電子（HANA Microelectronic），2022年輾轉(zhuǎn)已經(jīng)來到了第12位，營收由55.6億美元增長到79.8億美元。

寫在最后

無論是晶圓代工廠的進擊，還是獨立測試廠擴充封裝業(yè)務(wù)。來自不同領(lǐng)域的參與者紛紛進入先進封裝，逐漸蠶食OSAT的市場，封裝界迎來了范式轉(zhuǎn)變。先進封裝已經(jīng)不僅僅是傳統(tǒng)OSAT的地盤，不過OSAT仍然占據(jù)了65.1%大部分的市場份額。所以，盡管代工廠和IDM正在開發(fā)先進的封裝能力，但他們可能只使用先進的封裝來吸引需要最先進技術(shù)的高端客戶，因此，不會擾亂整個OSAT業(yè)務(wù)?？紤]到運營利潤率與前端制造業(yè)的顯著差異，它們預(yù)計不會擴展稱為核心業(yè)務(wù)，不過它們可能會跨入利潤更高的先進2.5D或3D封裝領(lǐng)域。

但是，在更高價值的先進封裝技術(shù)領(lǐng)域，后來者可能很難追上如臺積電、英特爾這樣的市場領(lǐng)導者，因為這需要巨大的技術(shù)投資來保證客戶的數(shù)量。盡管追趕者可能擁有先進封裝技術(shù)的研發(fā)水平，但是生產(chǎn)經(jīng)驗也很重要。

不過這些晶圓廠商可能會尋求與其他封測廠的合作，來穩(wěn)定產(chǎn)量，據(jù)悉，臺積電就將部分封裝產(chǎn)能交給了一些其他封測廠來做，因為他們面臨著迅速擴大的需求。所以小型封測廠商仍然有湯喝。

對于封裝廠商而言，要想在先進封裝技術(shù)中贏得更多的市場，需要在發(fā)展的初始階段最好就獲得錨定Fabless客戶，與這些客戶在早期的聯(lián)合開發(fā)設(shè)計顯得至關(guān)重要。一個代表的例子是臺積電在2016年與主要客戶緊密合作，發(fā)布了創(chuàng)新的集成扇出（InFO）晶圓級系統(tǒng)。而且一旦客戶選擇了一個先進的封裝供應(yīng)商，它很可能在未來的項目中也會承諾使用該供應(yīng)商，通富微電和AMD是一個鮮明的例子。