長(zhǎng)久以來(lái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中最為人津津樂(lè)道的是設(shè)計(jì)及代工環(huán)節(jié)。
據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2015 年全球代工市場(chǎng)營(yíng)收 488 億美元，而封裝市場(chǎng)營(yíng)收 255 億美元，兩者比例約為 1.9:1，封裝環(huán)節(jié)市場(chǎng)巨大，不容忽視。由于中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)和政府對(duì)先進(jìn)封裝的大力支持，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，中國(guó)先進(jìn)封裝市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為16%，到2020年將達(dá)到46億美元。
最近，麥肯錫的一項(xiàng)研究報(bào)告指出，我國(guó)半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)的增長(zhǎng)速度已經(jīng)遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)和制造行業(yè)，已經(jīng)完成從人力成本驅(qū)動(dòng)走向技術(shù)與資本雙輪驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，成為推動(dòng)先進(jìn)封裝市場(chǎng)發(fā)展的一股不可忽視的力量。
超越摩爾時(shí)代下的封裝行業(yè)
麥肯錫的報(bào)告指出，摩爾定律時(shí)代下封裝行業(yè)的特點(diǎn)：重人力成本、輕資本與技術(shù) 。這一階段也可以稱之為摩爾定律下的傳統(tǒng)封裝。
在摩爾定律驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)代，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈“設(shè)計(jì)—制造—封測(cè)”的核心主要集中在設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)，三大產(chǎn)業(yè)中，設(shè)計(jì)對(duì)技術(shù)積累與人才要求最高；而制造對(duì)資本投入有大量的要求，呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)的局面； 唯有封裝產(chǎn)業(yè)對(duì)資本與人才要求相對(duì)較低，而對(duì)人工成本相對(duì)敏感。
上述特征最終體現(xiàn)為設(shè)計(jì)和制造的附加值最高，市場(chǎng)最大，合計(jì)占半導(dǎo)體銷售額的78%，而封裝行業(yè)人力成本最敏感，大陸封測(cè)行業(yè)上市公司2015年每百萬(wàn)營(yíng)收需要職工數(shù)為2.15人，是同期設(shè)計(jì)行業(yè)的五倍。
正是由于我國(guó)的人力成本優(yōu)勢(shì)，過(guò)去幾年我國(guó)半導(dǎo)體封裝行業(yè)蓬勃發(fā)展，增速遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)與制造行業(yè)。由于封裝行業(yè)對(duì)人力成本最為敏感，而大陸過(guò)去十幾年人力成本遠(yuǎn)低于歐美與臺(tái)灣水平，因此封測(cè)成為中國(guó)半導(dǎo)體過(guò)去幾十年發(fā)展最成熟的產(chǎn)業(yè)。
麥肯錫的報(bào)告認(rèn)為，“超越摩爾”時(shí)代下的封裝行業(yè)變革：從人力成本驅(qū)動(dòng)走向技術(shù)與資本雙輪驅(qū)動(dòng)，龍頭廠商將會(huì)深度受益。
“超越摩爾”時(shí)代，封裝行業(yè)地位將會(huì)顯著提升，先進(jìn)封裝成為延續(xù)摩爾定律的關(guān)鍵。
中國(guó)大陸封測(cè)行業(yè)占比遠(yuǎn)超全球與臺(tái)灣水平 （%）
由于高溫和電荷泄露，7nm 已經(jīng)接近物理極限，而 28nm之后工藝進(jìn)步的成本效益已經(jīng)消失，因此摩爾定律發(fā)展至今遇到阻礙，業(yè)界順勢(shì)提出了“超越摩爾（More than Moore）”，即從提高芯片性能來(lái)創(chuàng)造應(yīng)用的思路走向以應(yīng)用來(lái)指導(dǎo)芯片與電路設(shè)計(jì)，包括 MEMS、LED、功率器件等都在超越摩爾時(shí)代據(jù)有廣闊機(jī)會(huì)。
在以CPU為代表的摩爾定律與分立器件等為代表的超越摩爾定律并行發(fā)展下，通過(guò)SIP等先進(jìn)封裝技術(shù)變2D 封裝為3D 封裝，將多個(gè)芯片、分立器件組合封裝形成一個(gè)系統(tǒng)的方式成為推動(dòng)集成電路發(fā)展去的關(guān)鍵，在提升芯片電路密度的同時(shí)由于去 PCB化維持了較高的性價(jià)比。
中國(guó)封裝產(chǎn)業(yè)如何完成從落后到超越
受性能驅(qū)動(dòng)和成本驅(qū)動(dòng)影響，封裝技術(shù)路徑大致可分為四個(gè)階段：
第一階段為上世紀(jì)80年代以前，封裝的主體技術(shù)是針腳插裝；
第二階段是從上世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，表面貼裝技術(shù)成為最熱門(mén)的組裝技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的 PTH 插裝形式，通過(guò)微細(xì)的引線將集成電路芯片貼裝到基板上，大大提高了集成電路的特性，而且自動(dòng)化程度也得到了很大的提高；
第三階段為上世紀(jì)90年代，隨著器件封裝尺寸的進(jìn)一步小型化，出現(xiàn)了許多新的封裝技術(shù)和封裝形式，其中最具有代表性的技術(shù)有球柵陣列、倒裝芯片和多芯片組件等，這些新技術(shù)大多采用了面陣引腳，封裝密度大為提高，在此基礎(chǔ)上，還出現(xiàn)了芯片規(guī)模封裝和芯片直接倒裝貼裝技術(shù)。
第四代封裝技術(shù)以SiP、WLP和TSV為代表，在凸點(diǎn)技術(shù)和通孔技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的集成度與性能。
與傳統(tǒng)封裝不同 ，先進(jìn)封裝資本支出將“類制造化”，資本支出成為核心驅(qū)動(dòng)因素。這背后的原因在于中道制程的出現(xiàn)。先進(jìn)封裝要求在晶圓劃片前融入封裝工藝步驟，包括晶圓研磨薄化、重布線、凸點(diǎn)制作及 3D-TSV 等制程，晶圓制造與封測(cè)前后道制程出現(xiàn)中道交叉區(qū)域，使得晶圓廠的技術(shù)布局逐漸向封測(cè)技術(shù)延伸。應(yīng)用在蘋(píng)果 A10 芯片上的InFO WLP 技術(shù)就是由臺(tái)積電獨(dú)立研發(fā)生產(chǎn)。
而中段制程需要的通孔填充、晶圓減薄與鍵合等工藝需要用到刻蝕、沉積等前道設(shè)備 ，這必然意味著大規(guī)模的資本支出。臺(tái)積電 2016 年預(yù)計(jì)僅 InFO 資本投入達(dá) 9.5 億美元，而日月光 2016 年資本支出預(yù)計(jì)僅約 8 億美元。因此，封測(cè)行業(yè)在超越摩爾時(shí)代呈現(xiàn)的另一個(gè)特征就是資本驅(qū)動(dòng)。
中國(guó)先進(jìn)封裝占比穩(wěn)步提升
2015 年先進(jìn)封裝市場(chǎng)（包括 SiP、WLP 以及 TSV 等）12英寸等值晶圓達(dá)2.5千萬(wàn)片，行業(yè)占比32%。預(yù)計(jì)2015年至2019年平穩(wěn)增長(zhǎng)，至3.7千萬(wàn)片，行業(yè)占比38%。至2020年，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)12英寸等值晶圓增至3200千萬(wàn)片，中國(guó)先進(jìn)封裝產(chǎn)量增至8百萬(wàn)片。2014年，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模達(dá)201.5億美元，其中Flip-chip占比84%，F(xiàn)an-Out 封裝占比1%。隨著高端 Fan-Out 封裝在先進(jìn)封裝中占比2020 年提升至8%，預(yù)計(jì)2020年先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)326億美元，中國(guó)市場(chǎng)將至46億美元。
先進(jìn)封裝占比持續(xù)提升 數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理
中國(guó)先進(jìn)封裝市場(chǎng)快速增長(zhǎng) （百萬(wàn)元）
2015年中國(guó)封裝市場(chǎng)營(yíng)收3017.3百萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng)28%，預(yù)計(jì)至2020年可達(dá)5484.1 百萬(wàn)美元，2015年至2020年 GAGR 12.7%，中國(guó)封裝產(chǎn)業(yè)全球份額將隨之由2015年的 12%增至2020年的17%。
2015年，中國(guó)生產(chǎn)的IC芯片數(shù)量?jī)H占其消耗量的12.5%。因此，中國(guó)IC芯片進(jìn)口額超過(guò)石油，長(zhǎng)期居各類進(jìn)口產(chǎn)品之首。
同年，中國(guó)先進(jìn)封裝生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生超過(guò)10億美元的投資。
2014年底， 國(guó)內(nèi)具有一定規(guī)模的 IC 封裝測(cè)試企業(yè)有85家，其中本土企業(yè)或內(nèi)資控股企業(yè) 27 家，其余均為外資、臺(tái)資及合資企業(yè)。國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)的產(chǎn)能和銷售收入近年保持快速增長(zhǎng)，在 BGA、CSP、WLP、FC、BUMP、SiP 等先進(jìn)封裝產(chǎn)品市場(chǎng)已占有一定比例，約占總銷售額的25%。 長(zhǎng)電科技、通富微電和華天科技躋身國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)，2015 年毛利率分布為 17.27%、21.41% 及 20.68%。
目前，中國(guó)有超過(guò)100家公司涉足半導(dǎo)體封裝和組裝領(lǐng)域。幾乎全球主要的IDM和封測(cè)廠商都在中國(guó)設(shè)有封裝工廠，以獲得成本優(yōu)勢(shì)。在中國(guó)進(jìn)行封裝和組裝的IC芯片中，有很多產(chǎn)品的出貨量來(lái)自于小廠商，他們主要從事低引腳數(shù)的芯片封裝，且專注于中國(guó)市場(chǎng)。大多數(shù)公司都集成在長(zhǎng)三角地區(qū)，包括江蘇、上海、浙江等省市，還有一些分布于珠三角地區(qū)，如廣東省。
中國(guó)具備先進(jìn)封裝技術(shù)的企業(yè)分布情況
中國(guó)半導(dǎo)體2.0
報(bào)告還認(rèn)為，中國(guó)半導(dǎo)體大致會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段。從 1990s~ 2014 的半導(dǎo)體1.0，這個(gè)時(shí)間段中國(guó)半導(dǎo)體以原始積累為主，技術(shù)來(lái)源為外部引進(jìn)，產(chǎn)業(yè)鏈尤以注重人力成本的封測(cè)發(fā)展最快。
2014~2020s 是半導(dǎo)體2.0，這個(gè)時(shí)間段半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展以資本驅(qū)動(dòng)為特征，體現(xiàn)為在《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》和國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的推動(dòng)下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈加速向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移，尤其以制造業(yè)發(fā)展最快，并拉動(dòng)全行業(yè)發(fā)展。
2030s~ 是半導(dǎo)體3.0，中國(guó)成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)，產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)模式從半導(dǎo)體1.0的人力成本驅(qū)動(dòng)，2.0的資本驅(qū)動(dòng)走向3.0的技術(shù)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)與設(shè)備等技術(shù)壁壘較高的行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展。
中國(guó)半導(dǎo)體2.0半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加速向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移，而尤其以制造業(yè)發(fā)展最為迅速。
根據(jù)數(shù)據(jù)，在2007年中國(guó)大陸 IC 制造產(chǎn)值為45.9億美元，僅占全球的份額為 1.96%，但到2012年，中國(guó)IC制造產(chǎn)值迅速上升到89.1億美元，全球份額也提升到3.50%。預(yù)計(jì)至 2017 年，中國(guó)IC制造占全球的份額有望達(dá)到7.73%。中國(guó)預(yù)計(jì)2016-2020復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)20%，大中華區(qū)市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)200億美金，新增產(chǎn)能按12英寸2018年達(dá)到80萬(wàn)片/月（其中8英寸折合19.27萬(wàn)片/月），較2017年翻了一倍。
總結(jié)
SiP堆疊集成，WLP化整為零，方案各異兵家必爭(zhēng)。據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2019年先進(jìn)封裝份額將增至38%，SiP、WLP、TSV等技術(shù)引領(lǐng)先進(jìn)封裝風(fēng)潮。
如何才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中存活下去？我們應(yīng)當(dāng)明白，無(wú)論是從價(jià)值量的角度還是從市場(chǎng)地位角度，封裝環(huán)節(jié)都有顯著的提升，中國(guó)與全球的先進(jìn)封裝市場(chǎng)將蓬勃發(fā)展。但是另一方面，封裝也從人力成本驅(qū)動(dòng)走向技術(shù)與資本雙輪驅(qū)動(dòng)，只有龍頭廠商才有可能參與其中，市場(chǎng)集中度將進(jìn)一步提升，更大的蛋糕將由更少的人分！