封裝，對(duì)于一顆芯片或者模組而言，其重要性不言而喻，尤其是處理器芯片，更是如此。從半導(dǎo)體芯片發(fā)展來(lái)看，芯片越來(lái)越小，制造工藝也在不斷進(jìn)步，盡管10nm芯片還沒量產(chǎn)，但是各大芯片代工商已經(jīng)在推5/7nm芯片，在此過程中，封裝技術(shù)也在不斷演進(jìn)。從蘋果近些年處理器的封裝形式來(lái)看，其歷經(jīng)了從PoP（Package On Package）封裝、SiP（System In a Package）封裝到FoWLP封裝的過程，不過上述幾種封裝方式都屬于2.5D~3D封裝方式。對(duì)于這幾種封裝模式，據(jù)業(yè)界人士介紹，其功能差不多，只是實(shí)現(xiàn)的方式不同，F(xiàn)oWLP封裝技術(shù)可以做的越小，性能將更好！
這點(diǎn)從蘋果這些年來(lái)更新的手機(jī)處理器就可以看出，A6采用三星32nm工藝、日月光的PoP封裝技術(shù)，A7處理器超過10億個(gè)晶體管，同樣是采用PoP封裝，不過工藝已經(jīng)上升到三星28nm工藝。A8處理器仍采用PoP封裝，封裝由Amkor、STATS ChipPAC及ASE三家承接，其中Amkor和STATS ChipPAC分別拿下40%訂單，ASE拿下20%的訂單，A9處理器采用日月光的SiP封裝，而到了A10處理器，則是采用臺(tái)積電的FoWLP封裝。
FoWLP封裝技術(shù)引領(lǐng)市場(chǎng)風(fēng)騷 蘋果高通海思競(jìng)相采用
整體來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)一直是芯片越做越小，但性能跟功能卻要不斷增加。從封裝的角度來(lái)看，這其實(shí)是有矛盾的，因?yàn)樾酒娣e縮小后，能夠放置I/O的面積也會(huì)跟著縮小，但更強(qiáng)的運(yùn)算效能與多功能整合，卻會(huì)導(dǎo)致I/O的數(shù)量增加。因此，半導(dǎo)體封裝技術(shù)勢(shì)必會(huì)遇到I/O密度難以進(jìn)一步提升的瓶頸，而FoWLP封裝技術(shù)就是解決這個(gè)問題的方法。
眾所周知，蘋果今年應(yīng)用在iPhone7手機(jī)上的A10處理器全部是由臺(tái)積電所代工，三星并沒有拿到訂單，據(jù)業(yè)界人士表示，其中主要的原因就在于三星目前還沒有FoWLP封裝，同時(shí)全球封裝龍頭日月光也丟失了蘋果處理器封裝這一大訂單！此外，對(duì)方還強(qiáng)調(diào)：“FoLWP可以實(shí)現(xiàn)封裝面積更小性能更穩(wěn)定的目標(biāo)，這種封裝模式也將會(huì)成為后端先進(jìn)封裝的熱點(diǎn)，不過，目前各家都在開發(fā)自己的實(shí)現(xiàn)方式，后期如何走現(xiàn)在也沒有一個(gè)明確的方向！”
而早在A5處理器時(shí)代，當(dāng)時(shí)臺(tái)積電就因封裝落敗給三星，現(xiàn)在可謂是格局反轉(zhuǎn)！早在2007年的時(shí)候臺(tái)積電就布局封裝市場(chǎng)，目前已經(jīng)建立了CoWoS封裝和FoWLP封裝兩大生態(tài)系統(tǒng)，主要在于高端市場(chǎng)。不但如臺(tái)積電等晶圓廠涉及封裝市場(chǎng)，此外系統(tǒng)廠商和基板廠商同樣進(jìn)入了封裝市場(chǎng)，不過，這對(duì)于封裝市場(chǎng)整體格局而言并不會(huì)造成很大的影響！
當(dāng)然，從臺(tái)積電跨足封測(cè)領(lǐng)域也可以看出，代工廠與封測(cè)的整合已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，因?yàn)樵绞歉叨思夹g(shù)，越是需要垂直整合，包括設(shè)計(jì)公司和后端應(yīng)用都是如此！這點(diǎn)其實(shí)已經(jīng)不是什么新鮮事，臺(tái)灣有些代工商本來(lái)就有做封測(cè)，只不過主營(yíng)業(yè)務(wù)是代工，從而讓外界忽略其封測(cè)業(yè)務(wù)！
不僅臺(tái)積電通過先進(jìn)的FoWLP封裝一舉拿下了蘋果這一大客戶，同時(shí)，國(guó)內(nèi)封裝大廠星科金鵬（被長(zhǎng)電科技收購(gòu)）和華天科技在FoWLP封裝市場(chǎng)也受益匪淺，上述業(yè)界人士對(duì)筆者透露，目前星科金鵬的FoWLP訂單已經(jīng)爆滿！
從目前來(lái)看，在FoLWP封裝領(lǐng)域受益最大的當(dāng)屬臺(tái)積電和星科金鵬，臺(tái)積電雖然跨足芯片封裝，但是應(yīng)該并不會(huì)普及，而是主要局限在高端市場(chǎng)。日前，日月光也對(duì)外表示，日月光經(jīng)過多年研發(fā)和布局，年底有望實(shí)現(xiàn)FoLWP量產(chǎn)，并成功拿下高通和海思的訂單，如果真的如此的話，那么，從時(shí)間方面來(lái)推算的話，高通的訂單可能會(huì)是驍龍830處理器，而華為海思的則可能是海思麒麟960處理器！
從技術(shù)方面來(lái)看，目前最新的FoWLP封裝技術(shù)不只是I/O擴(kuò)展而已，同時(shí)還以高分子聚合物薄膜來(lái)取代傳統(tǒng)IC封裝基板，使封裝厚度大幅降低。因此，目前業(yè)界討論最熱烈的扇出封裝，更準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該稱為模塑化合物晶圓級(jí)晶片封裝(MoldCompoundWLCSP,mWLCSP)，其裸晶跟聚合物薄膜外面會(huì)有一層黑膠體來(lái)保護(hù)脆弱的內(nèi)層結(jié)構(gòu)。
為了減少封裝厚度而改用高分子聚合物薄膜，對(duì)晶片封裝製程來(lái)說(shuō)造成很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)槁憔г诜庋b前都會(huì)經(jīng)過研磨，已經(jīng)相當(dāng)柔軟而脆弱，高分子聚合物薄膜本身又容易翹曲變形，因此可靠度構(gòu)成相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。不過，目前業(yè)界已經(jīng)找到合適的材料與加工方法，可以確保封裝可靠度，還可以進(jìn)一步在薄膜上嵌入被動(dòng)元件，實(shí)現(xiàn)更高的整合度。
整體來(lái)說(shuō)，F(xiàn)oLPW封裝技術(shù)的進(jìn)展會(huì)對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈造成相當(dāng)大的影響。首當(dāng)其沖的就是IC載板廠商，因?yàn)樯瘸黾夹g(shù)已經(jīng)不用傳統(tǒng)IC載板了；其次則是被動(dòng)元件業(yè)者，為了滿足嵌入封裝內(nèi)的需求，相關(guān)業(yè)者必須進(jìn)一步把被動(dòng)元件縮小到微米尺度，而且還要具備足夠的容值/阻值，這部分料將牽涉到被動(dòng)元件材料的研發(fā)及突破。
由于導(dǎo)入大量新技術(shù)跟新材料，F(xiàn)oLPW封裝技術(shù)雖然有更輕薄短小、可支援更高I/O數(shù)量等優(yōu)勢(shì)，但成本也會(huì)跟著墊高。因此，高階、高單價(jià)，需要大量I/O的芯片，較有機(jī)會(huì)優(yōu)先采用FoLPW封裝技術(shù)，例如手機(jī)市場(chǎng)的處理器。
然而，對(duì)專業(yè)封裝廠來(lái)說(shuō)，這種機(jī)會(huì)大多會(huì)被晶圓代工廠捷足先登，因此相關(guān)業(yè)者必須要找出其他具有發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用，才能開拓自家的扇出封裝業(yè)務(wù)。而其中最有潛力的就是SiP應(yīng)用。據(jù)業(yè)界分析，SiP是高度定制化的封裝產(chǎn)品，利潤(rùn)空間較高，因此對(duì)封裝廠來(lái)說(shuō)，針對(duì)SiP客戶推廣扇出封裝業(yè)務(wù)，投資回收的速度會(huì)比較快。
因此，SiP對(duì)專業(yè)封測(cè)廠來(lái)說(shuō)，是發(fā)展扇出封裝業(yè)務(wù)項(xiàng)目的主要機(jī)會(huì)所在。這類產(chǎn)品的單價(jià)雖不如高階處理器，但仍有數(shù)美元水準(zhǔn)，而且客戶也比較容易看到扇出技術(shù)所能帶來(lái)的效益，接受度較高。
從目前各大FoLWP封裝技術(shù)廠商來(lái)看，華天科技的優(yōu)勢(shì)在于其他廠商的FoWLP使用的都是模塑料，會(huì)出現(xiàn)翹曲問題，而華天科技用的是硅材料，臺(tái)積電的優(yōu)勢(shì)在于其在晶圓加工技術(shù)的雄厚，且其訂單綁定作用，可以運(yùn)行封裝端有一定的不良率！不過，整體而言，當(dāng)前的FoLWP封裝仍處于臺(tái)積電和星科金鵬“二人轉(zhuǎn)”的狀態(tài)！
封裝市場(chǎng)形成“三足鼎立” 智能手機(jī)為當(dāng)前主要驅(qū)動(dòng)
據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner預(yù)測(cè)，2020年全球封測(cè)市場(chǎng)將達(dá)到314.8億美元，2016年到2017年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為4.3%，智能移動(dòng)終端將是最大的市場(chǎng)增長(zhǎng)動(dòng)力所在，而據(jù)Statistita預(yù)測(cè)2018年全球智能手機(jī)的出貨量將達(dá)到18.73億部，包括SiP、TSV、FoWLP等先進(jìn)封裝技術(shù)將深受益于消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)，尤其是智能手機(jī)！
據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，2015年先進(jìn)封裝市場(chǎng)（SiP、FoWLP、TSV）12寸等值晶圓達(dá)到了2.5千萬(wàn)片，在整個(gè)封裝市場(chǎng)的占比為32%，預(yù)計(jì)在2015年到2019年將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)達(dá)到2.7千萬(wàn)片，占比達(dá)到38%。到了2020年，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)12寸晶圓等值將增加到3.2千萬(wàn)片，中國(guó)市場(chǎng)先進(jìn)封裝產(chǎn)量增加到800萬(wàn)片，屆時(shí)，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到326億美元，中國(guó)市場(chǎng)增加到46億美元，F(xiàn)oWLP在市場(chǎng)的份額有望提高到8%！
從SiP、FoWLP這兩種種封裝技術(shù)在智能手機(jī)市場(chǎng)的應(yīng)用來(lái)看，手機(jī)在SiP下游應(yīng)用產(chǎn)值占比非常之高，已經(jīng)達(dá)到了70%，可以說(shuō)SiP封裝在智能手機(jī)市場(chǎng)的應(yīng)用滲透率將在很大的程度上決定其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是隨著智能手機(jī)輕薄化趨勢(shì)越發(fā)嚴(yán)重，SiP在智能手機(jī)中的應(yīng)用將會(huì)更多。此外，可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的發(fā)展，對(duì)SiP的促進(jìn)也不可忽略，尤其是隨著可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大！
FoLWP目前被蘋果率先采用在手機(jī)處理器中，可以說(shuō)是為FoWLP封裝市場(chǎng)提供了很大的需求量，同時(shí)，也帶動(dòng)了如高通、海思等處理器廠商采用，此外，F(xiàn)oWLP技術(shù)也得到了突破，目前FoWLP可支援的I/O數(shù)量大增，而在此之前，F(xiàn)oLWP封裝技術(shù)主要被迫鎖定在I/O數(shù)量較少的應(yīng)用市場(chǎng)，顯然當(dāng)時(shí)并不適用手機(jī)處理器！
對(duì)于FoWLP封裝技術(shù)未來(lái)發(fā)展，據(jù)Yole表示，主要將會(huì)朝著兩個(gè)方向發(fā)展，一個(gè)是以手機(jī)基帶處理器、電源管理和射頻收發(fā)器等芯片為主，這將會(huì)是FoWLP封裝技術(shù)的主要戰(zhàn)場(chǎng)，這是單芯片的封裝。而另一個(gè)則是高密度FoWLP封裝，主要針對(duì)應(yīng)用處理器、存儲(chǔ)體等具備大量I/O引腳的芯片！不過從目前來(lái)看，單芯片F(xiàn)oWLP封裝市場(chǎng)成長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)定，而高密度FoWLP封裝市場(chǎng)的成長(zhǎng)則還需要突破一些技術(shù)瓶頸！
綜合可得知，小尺寸、輕薄化、高引腳、高速度以及低成本是封裝技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)！尤其是成本，成本因素長(zhǎng)期以來(lái)一直都是封裝技術(shù)選擇的重要考量標(biāo)準(zhǔn)，以引線絲技術(shù)中的銅絲替代趨勢(shì)為例，雖然金絲在很多方面要由于銅絲，不過由于成本因素和技術(shù)創(chuàng)新彌補(bǔ)材料缺點(diǎn)，所以當(dāng)前封裝市場(chǎng)銅絲市場(chǎng)份額依然在不斷擴(kuò)大！
以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，2015年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)封裝市場(chǎng)達(dá)到了30億美元，而據(jù)Gartner預(yù)估到了2020年，國(guó)內(nèi)封裝市場(chǎng)將達(dá)到55億美元！國(guó)內(nèi)封裝市場(chǎng)相對(duì)分布較為合理，智能手機(jī)相關(guān)核心芯片尺寸縮小促使先進(jìn)封裝快速發(fā)展！國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率是全球封測(cè)市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)的幾倍！
從全球封裝市場(chǎng)來(lái)看，日月光憑借SiP封裝引領(lǐng)風(fēng)騷，其在SiP封裝領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)十分明顯，與高通和蘋果的合作十分密切，第二大廠商Amkor的SLIM和SWIFT技術(shù)則繞開了高成本的TSV技術(shù)，在不犧牲性能的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了2.5D和3D封裝，華天科技通過收購(gòu)星科金鵬在FoLWP封裝市場(chǎng)過的風(fēng)生水起，今年臺(tái)積電和日月光也加入該市場(chǎng)。
值得一提的是，今年封裝市場(chǎng)龍頭日月光完成和臺(tái)灣另一大封裝廠商矽品的合并，排名第二的Amkor也完成了對(duì)日廠J-Device的收購(gòu)，長(zhǎng)電科技早在去年就收購(gòu)了星科金鵬，一舉成為全球第三大封裝廠商，對(duì)于封裝市場(chǎng)而言，全球三大封裝廠商的“三足鼎立”格局基本上已經(jīng)確定！從2015年來(lái)看，其中日月光和矽品的合并營(yíng)收為9462百萬(wàn)美元，毛利率達(dá)到了20.7%，而Amkor和J-Device的合并營(yíng)收是4310百萬(wàn)美元，毛利率為12.9%，長(zhǎng)電科技和星科金鵬的合并營(yíng)收是3145百萬(wàn)美元，毛利率為16.5%，Amkor、J-Device、長(zhǎng)電科技和星科金鵬的合計(jì)營(yíng)收比日月光和矽品的合并營(yíng)收少2000多百萬(wàn)美元，只有日月光和矽品的合并營(yíng)收的78.78%！
01月07日 18:14
