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中国封测产业现状,规模企业已达96家
发布时间:2018-11-23
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  全球封测市场目前呈现三足鼎立的局势。
  
  根据拓璞产业研究的统计显示,中国台湾的企业在封测领域的营收占比以54%独占鳌头,美国企业以17%紧随其后,中国大陆的份额也有12%。剩下的份额则被日韩等国瓜分。统计全球封测前十大企业,基本也是这三个地方厂商的天下,其中中国台湾独占5家、中国大陆3家、美国1家,剩下的另一个席位被则被新加坡企业占据(联测)。
  
  由此可见,中国封测产业在全球集成电路产业中的地位举足轻重。但本土封测产业的发展现状如何?未来应该如何发展呢?
  
  在2018年11月20日举办的,主题为“集成创新、智能制造、共建集成电路封测产业链”的中国半导体封装测试技术与市场年会上,业内专家对先进封装工艺技术、封装测试技术与与设备、材料的关联等行业热点问题进行了深入的研讨。

  国内封装产业发展现状
  
  集成电路产业主要由IC设计业、IC制造业以及IC封测业三大板块组成。2017年,国内集成电路这三块的营收占比分别为38.3%、26.8%、34.9%。依据世界集成电路产业三业合理占比3:4:3的局势来看,中国集成电路封装测试业的比例比上一年更趋势合理。

  而根据中国半导体行行业协会的统计显示,2017年,国内IC封测规模企业达96家,这近百家企业给国内集成电路封装测试产业带来的销售收入也从2016年的1523.2亿元增至今年的1816.6亿元。

  从地域上看,国内封装测试企业主要分布于长三角、珠三角、环渤海以及西部四个地区,其中,长江三角洲占比达55%,2017年中西部地区封测企业占比14%,增速明显。

  受益于物联网、人工智能、新一代显示技术以及国产CPU和存储器等新应用市场所带来的市场机遇,封测技术也在过去的几年里不断向前发展。本土龙头企业长电科技、华天科技和通富微电子更是全都进入全球前十,并在先进封装关键技术方面不断突破。

  例如,长电科技在圆片级封装创新发明了“圆片级芯片六侧面体包覆封测技术”;通富微电完成建立了第一条12英寸Fan Out工艺量产县,能力可到线宽2μm线距2μm;华天科技开发了0.25mm超薄指纹封装工艺,实现了射频产品4G PA的量产。这些都是国内封测产业做出的贡献。

  扇出型封装竞争激烈
  
  随着芯片产品的发展要求,先进封装技术已经开始逐渐成熟,封装形式也正在走向细分,自2016年苹果在 A10 处理器上采用了台积电的 FO WLP (InFO)技术之后,大家对扇出晶圆级封装的关注达到了空前的高度。据Yole预测,整体扇出式封装市场规模预计将从2014年的2.44亿美元增长到2021年的25亿美元。
  
  这主要是因为扇出型封装不仅具有超薄、高 I/O 脚数等特性,还可以省略黏晶、打线等而步骤,大幅减少材料及人工成本。最重要的是,使用这种封装技术打造出来的芯片具有体积小、成本低、散热佳、电性优良、可靠性高等优势,这就使得全球厂商对其更加关注。其中,单芯片扇出封装主要用于基频处理器、电源管理、射频收发器等芯片;高密度扇出封装则主要用于处理器、记忆体等芯片。

  市场的需求也加快了扇出型封装技术的发展,现在正在迅猛发展的5G就是像先进封装的机会。根据QYResearch的市场研究报告显示,预计到2022年,全球射频前端市场规模将达到259亿美元,其中,封测市场将超过30亿美元。

  为了应对未来5G时代以及物联网与ADAS的高度成长,全球第二大半导体封测厂安靠Amkor今年9月在台投资了第4座先进封测厂T6,以保障晶圆级封装及测试需求。其他各大封测厂也开始积极在5G领域进行布局,据了解,大陆厂商,通富微电、长电科技与华天科技在积极部署相关5G封测技术;台湾封测厂,台积电、日月光等也在晶圆级高端封装上有所动作。
  
  长电科技副总经理梁新夫在本次封测年会上表示:“5G毫米波频段更高,需要将天线、射频前端和收发器整合成单一系统级封装。在天线部分,AiP技术与其他零件共同整合到单一封装内是关键。”同时,梁新夫还指出,电磁屏蔽也是5G封装发展的一个重要方向。

  华天科技先进封装研究院院长于大全则指出,在高密度封装领域,本土厂商与国际厂商还存在一定差距,这也是本土Fan Out封装技术接下来需要面临的挑战。
  
  除了5G带给扇出型封装的巨大市场,车载领域也是众多封测厂商看好Fanout的一个原因。在本次会议上,日月光集团处长林少羽以“驱动智能汽车封装解决方案”为主题,为与会者分享了目前汽车市场的趋势,以及日月光应对车载封装的全套解决方案。

  TSV封装到了爆发的年代
  
  除了Fanout,TSV封装也似乎到了将要爆发的年代。
  
  所谓TSV封装,也就是硅穿孔封装技术,这是一项高密度封装技术。通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充,这项技术能实现硅通孔的垂直电气互连,减小互联长度,减小信号延迟,降低电容/电感,实现芯片间的低功耗,高速通讯,增加宽带和实现器件集成的小型化。据Yole预测,2019年先进封装份额将增至38%,SiP、WLP、TSV等技术引领先进封装风潮,其中,增长最快的是扇出型封装和2.5D\3D TSV。

  透过本次年会各大封测企业的演讲我们发现,基于硅通孔的2.5D和3D封装在诸如网络、云服务芯片和人工智能及虚拟、增强现实的设计方面开始展露头角。同时,随着各种消费性电子产品向外观更轻薄短小的演进,也带给了2.5D\3D TSV封装技术更多的市场机会。于大全在会上强调,TSV已经到了爆发的时代。

  他认为,TSV深孔的填充技术是3D集成的关键技术,TSV填充效果直接关系到集成技术的可靠性和良率等问题,而高的可靠性和良率对于3D TSV 堆叠集成实用化是至关重要的,具有TSV的快闪存储器晶圆叠层可能会得到快速发展,在本次年会中,华创与长电都对此进行了分析。
  
  长电认为,BiCS技术3D NAND将促进封装结构的延展,而华创就3D NAND外围电路在深亚微米刻蚀设备上推出了自家方案,其硅刻蚀机已突破14nm技术。

  晶圆探针卡的重要性
  
  除3D NAND之外,存储芯片另一大块的增长在于DRAM方面。但是,伴随着摩尔定律的演进,存储芯片要在这场游戏中不被淘汰出局,厂商必须使生产成本降低的速度赶上价格下滑的速度。DRAM芯片厂商应当能够每年将生产成本降低30%,才能维持适当的利润率。要降低DRAM芯片成本,检测技术也是降低芯片成本中不可缺少的一部分,而提及此,就不得忽视晶圆探针卡的重要性。
  
  晶圆探针卡是一种半导体在制造晶圆阶段不可或缺的重要测试分析接口,通过连接测试机和芯片,通过传输信号,对芯片参数进行测试。
  
  在本届大会中,全球半导体探针卡供应商排名第一名的Form Factor为我们分享了存储器晶圆测试的一站式解决方案,由量产测试对于高并行度高产出的强烈需求,公司产品可对12吋晶圆进行一次接触即可完成检测,大大缩短了芯片的检测成本。不仅如此,Form Factor还对其测试机进行了有效的延伸和再利用——ATRE利用现有设备实现更高并行度规模量产。
(文章来自半导体行业观察)