在摩爾定律放緩的時代,先進封裝已經(jīng)成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的救星之一。
先進封裝對于推動半導(dǎo)體創(chuàng)新至關(guān)重要
據(jù)麥姆斯咨詢介紹,半導(dǎo)體行業(yè)正處于大轉(zhuǎn)型期,并進入了一個顛覆性發(fā)展階段,移動應(yīng)用、大數(shù)據(jù)、人工智能(AI)、5G、高性能計算(HPC)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)(包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng))、智能汽車、工業(yè)4.0和數(shù)據(jù)中心等新興的大趨勢驅(qū)動應(yīng)用,將顯著影響半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并為整個供應(yīng)鏈帶來巨大機遇。
電子產(chǎn)業(yè)大趨勢:2021年市場規(guī)模預(yù)測
支持這些新興大趨勢的電子硬件需要高計算能力、高速度、更多帶寬、低延遲、低功耗、更多功能、更多內(nèi)存、系統(tǒng)級集成、各種傳感器,以及最重要的低成本。這些新興趨勢將為各種封裝平臺創(chuàng)造商機,先進封裝技術(shù)是滿足各種性能要求和復(fù)雜異構(gòu)集成需求的理想選擇。因此,先進封裝將占據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝配業(yè)務(wù)的較大比例。
新應(yīng)用所生成的大數(shù)據(jù)處理,至關(guān)重要,因此提高數(shù)據(jù)處理性能,仍將是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動因素之一。半導(dǎo)體技術(shù)的節(jié)點擴展仍將繼續(xù),但每個新技術(shù)節(jié)點的誕生,已不能再帶來像過去那樣的成本/性能優(yōu)勢。先進的半導(dǎo)體封裝可以通過增加功能和保持/提高性能,來提高半導(dǎo)體產(chǎn)品的價值,同時降低成本。各種多芯片封裝(系統(tǒng)級封裝)解決方案正在開發(fā),用于高端和低端,以及消費類、性能和特定應(yīng)用。鑒于單個客戶所需的定制化程度越來越高,這給封裝供應(yīng)商帶來了巨大的壓力。
先進封裝發(fā)展路線圖
從2017年到2023年,整個半導(dǎo)體封裝市場的營收將以5.2%的復(fù)合年增長率(CAGR)增長,而先進封裝市場將以7%的復(fù)合年增長率增長,市場規(guī)模到2023年將增長至390億美元。另一方面,傳統(tǒng)封裝市場的復(fù)合年增長率則低于3.3%。在各種不同的先進封裝平臺中,3D硅通孔(TSV)和扇出型(Fan-out)封裝,將分別以29%和15%的速度增長。而占據(jù)先進封裝市場主要市場份額的倒裝芯片(Flip-chip)封裝,將以約7%的復(fù)合年增長率增長。與此同時,扇入型晶圓級封裝(Fan-in WLP)主要受到移動市場驅(qū)動,也將以7%的復(fù)合年增長率增長。先進封裝技術(shù)將繼續(xù)在解決計算和電信領(lǐng)域的高端邏輯和存儲器方面發(fā)揮重要作用,并在高端消費/移動領(lǐng)域進一步滲透模擬和射頻應(yīng)用。所有這些先進封裝平臺,都在關(guān)注著不斷增長的汽車和工業(yè)領(lǐng)域所帶來的新機遇。
本報告探討了整個先進封裝領(lǐng)域,年度概覽了該領(lǐng)域最新的市場和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。本報告首先總結(jié)了先進封裝技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動因素,以及最新的市場動態(tài),然后分析了封裝技術(shù)的演變,總結(jié)提供了短期和長期的發(fā)展路線圖。
本報告還提供廣泛的供應(yīng)鏈分析,包括各個廠商的定位和策略,以及它們的生產(chǎn)狀況(營收、晶圓數(shù)量)。本報告還包括了對25家全球頂級外包半導(dǎo)體封測(OSAT)廠商的全面財務(wù)分析。最后還提供了每種封裝平臺的營收、晶圓和出貨量預(yù)測,以及對2017~2023年期間未來生產(chǎn)和發(fā)展的分析。
2017~2023年期間按封裝平臺細(xì)分的先進封裝營收預(yù)測
先進封裝需要持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,包括設(shè)備和材料
為了滿足下一代硬件的性能要求,先進封裝必須推動工藝、材料和設(shè)備的創(chuàng)新。事實上,先進封裝加速了基板制造、封裝組裝和測試工程中的突破性技術(shù)需求。為了推動先進封裝的整體增長,需要投資下一代制造機臺的開發(fā),例如熱壓鍵合(TCB)、面板級封裝機臺和基板UV激光通孔等。
先進基板技術(shù)趨勢
至于材料,需要開發(fā)新的介電材料、模塑化合物、底部填充、焊接互連以及熱界面材料(TIM),以滿足下一代硬件所要求的嚴(yán)苛性能和可靠性要求。此外,對封裝特征擴展的突破需求,為從主要供應(yīng)商到半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)帶來了緊迫感。
本報告涵蓋了先進封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn),并包括了各種封裝平臺的詳細(xì)發(fā)展路線圖。本報告還詳細(xì)介紹了L/S低至5/5 μm的先進倒裝芯片和晶圓級封裝(WLP)技術(shù)之間的競爭,以及L/S低于5/5 μm的WLP與2.5D/3D封裝技術(shù)之間的競爭。本報告還提供了直至2030年的長期前景預(yù)測。
另外,本報告還提出了一些關(guān)鍵的封裝市場動態(tài),例如:更長的前端擴展周期的影響;L/S10/10μm以下擴展路線圖中的競爭平臺和技術(shù)(封裝基板 vs. WLP;WLP vs. 2.5/3D);從引線鍵合到FC封裝的過度;以及面板級封裝。
Flip-chip和扇出型封裝展望-2030年
半導(dǎo)體供應(yīng)鏈各個層級都在轉(zhuǎn)變
為了擴展業(yè)務(wù),探索新領(lǐng)域,并防范未來的不確定性,半導(dǎo)體供應(yīng)鏈各個層級的廠商都在拓展不同的商業(yè)模式。一些集成設(shè)備制造商(IDM)正在涉足代工業(yè)務(wù),以利用其前端的專業(yè)技術(shù),并通過利用其過剩的產(chǎn)能創(chuàng)造額外的營收。與此同時,原始設(shè)備制造商(OEM)和軟件/服務(wù)公司正在設(shè)計自己的芯片,并控制相關(guān)的設(shè)備和材料供應(yīng)鏈。
在押寶人工智能等大趨勢時,一些OSAT廠商正在拓展“輕晶圓廠”(fablite)商業(yè)模式。而過去純粹的代工廠則正在染指先進封裝業(yè)務(wù),為其客戶提供一站式解決方案。其他OSAT廠商正致力于開發(fā)先進的晶圓級和3D IC封裝能力,以支持?jǐn)U展和密度要求。與此同時,也有一些OSAT廠商正在擴展其測試專業(yè)技術(shù),而傳統(tǒng)的純測試廠商則正在投資組裝/封裝能力。
另一方面,基板制造商正在利用面板級扇出封裝和有機層壓板嵌入式芯片進入先進封裝領(lǐng)域。電子制造服務(wù)(EMS)公司正在開發(fā)組裝/封裝能力,拓展OSAT業(yè)務(wù)。封裝市場整體上包括幾種不同類型的廠商:技術(shù)成熟且先進的大規(guī)模廠商;體量較小但具有特定先進技術(shù)的廠商;以及眾多成熟技術(shù)供應(yīng)商。
本報告對供應(yīng)鏈的變化及其影響,以及按先進封裝平臺劃分的超過25家主要封裝供應(yīng)商的生產(chǎn)動態(tài)進行了總結(jié)和分析。
通過對OSAT廠商的深入財務(wù)分析,揭示新增長廠商
深入研究OSAT廠商的財務(wù)表現(xiàn),可以在技術(shù)發(fā)展、供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)變,以及各個廠商在這個不斷變化的環(huán)境中如何取得整體成功之間建立聯(lián)系。本報告調(diào)研了排名前25位OSAT廠商的營收、研發(fā)投資、資本支出、毛利潤/凈利潤和凈收入。在這25強中,臺灣OSAT廠商的營收占據(jù)了市場總營收的一半以上,其次是中國、美國和韓國。除了OSE和Formosa Advanced Technologies,每家OSAT在2016年和2017年都呈現(xiàn)出了逐年增長的態(tài)勢。
八家大型OSAT廠商正脫穎而出。隨著這些公司繼續(xù)對資本支出和研發(fā)進行大量投資,其余公司必須迎頭趕上,以免被收購或擠垮。三家中國OSAT廠商現(xiàn)已躋身八大OSAT之列。UTAC跌至第8位,取而代之的是天水華天和南通富士通。長電科技(JCET)、天水華天、南通富士通和京元電子持續(xù)增長。ChipMOS的營收在經(jīng)歷了三年的下滑之后再次上揚,而STS在經(jīng)歷四年的負(fù)增長后,正在攀升。本報告深入地探究了排名前25家OSAT廠商在2013~2017年期間的財務(wù)發(fā)展情況。
25家頂級OSAT廠商2015~2017年期間的年增長情況