昨天,拓墣產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布了2020年第三季度十大封測廠商營收排名。
總體來看,這十家封測廠商在該季度的營收總和上升至67.59億美元,同比增長了12.9%。展現(xiàn)出封測業(yè)強勁的恢復(fù)和增長勢頭。之所以如此,有兩大受益因素,一是宏觀應(yīng)用需求的增長,特別是疫情下催生出了宅經(jīng)濟效應(yīng),使得以5G通信、WiFi 6及車用芯片為代表的應(yīng)用需求持續(xù)上漲,帶動產(chǎn)業(yè)鏈上的晶圓代工和封測業(yè)同步增長。二是從9月15日起,針對華為的芯片元器件貿(mào)易禁令正式生效,進而帶動多數(shù)封測廠商趕在截止日前交貨,形成了一波業(yè)績高峰,而這種現(xiàn)象同樣出現(xiàn)在了晶圓代工業(yè),特別是臺積電,第三季度的業(yè)績出奇的好,接連打破歷史記錄。
具體來看,與近兩年的榜單相比,這十家廠商沒有大的變化,都是老面孔,但它們的營收同比變化卻非常明顯。
首先看一下排名前兩位的日月光(ASE)和安靠(Amkor),它們在第三季度的營收分別為15.20億和13.54億美元,年增長15.1%和24.9%。美國的安靠的增長非常強勁,增長率超過龍頭日月光很多,是這份榜單中的一大亮點。
其實,在產(chǎn)業(yè)處于低谷期的2019上半年,安靠在充滿挑戰(zhàn)的市場下表現(xiàn)就不錯。2019下半年,該公司利用收入的增長極大地提高了盈利能力。在細分領(lǐng)域,安靠通過參與各大旗艦手機主芯片的封測業(yè)務(wù),實現(xiàn)了全年業(yè)績的增長,該公司是RF模塊和電源管理芯片封測的主要供應(yīng)商;而在汽車和工業(yè)領(lǐng)域,其先進封裝收入占比同比增長了14%。特別是在SiP封裝方面,安靠在2019下半年取得了巨大的份額提升。這也為其在2020年的良好業(yè)績奠定了一定的基礎(chǔ)。
中國大陸的封測三強江蘇長電(JCET)、通富微電(TFME)、天水華天(Hua Tian)則呈現(xiàn)出了不同的增長態(tài)勢,通富微電在這三家當(dāng)中的表現(xiàn)亮眼,實現(xiàn)了13%的年增長。
2016年,通富微電收購了AMD檳城與AMD蘇州,提升了該公司的技術(shù)實力,使其能夠提供種類更為完整的倒裝芯片封測服務(wù),同時能夠支持國產(chǎn)CPU、GPU、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、基站處理器、FPGA等產(chǎn)品的研發(fā)和量產(chǎn)。
通富微電與AMD形成了“合資+合作”的聯(lián)合模式,作為全球頂尖CPU芯片設(shè)計廠商,AMD是通富微電最大的客戶,2019年貢獻了全公司49.32%的營收。通富AMD蘇州作為第一個為AMD公司7nm全系列產(chǎn)品提供封測服務(wù)的工廠,2019年導(dǎo)入了6個封裝、8個測試新產(chǎn)品,成功接洽42個新客戶,產(chǎn)量需求大幅增加。另外,可能于2021年推出的5nm制程Zen4處理器同樣會給通富微電帶來大量的封裝訂單。
由于綁定了AMD這個優(yōu)質(zhì)大客戶,同時積極承接國內(nèi)外客戶高端封測業(yè),進一步擴寬了銷售渠道。除了AMD,通富微電還擁有像聯(lián)發(fā)科、英飛凌這樣的大客戶。
由于與華為有著緊密的業(yè)務(wù)關(guān)系,使得矽品(SPIL)、京元電(KYEC)這兩家廠商同樣受惠于急單效應(yīng),今年第三季度的營收都不錯,分別是8.79億和2.51億美元,同比增長17.5%和11.6%。
力成(PTI)第三季度的營收雖然達到6.47億美元,年增9.6%,但是其存儲器封測需求不如預(yù)期,力成逐步開展改革計劃,以降低長期對于存儲器封裝需求的依賴,并出售或關(guān)閉了一些獲利較差的子公司。
頎邦(Chipbond)和南茂(ChipMOS)同是驅(qū)動芯片封測大廠,因大尺寸面板LDDI、手機觸控面板感測芯片(TDDI)與iPhone 12的OLED驅(qū)動IC芯片(DDI)等需求持續(xù)處于旺盛狀態(tài),第三季度營收分別達到1.97億和1.94億美元,同比增長13.1%和12.4%,表現(xiàn)優(yōu)異。
主抓先進封裝技術(shù)
目前,排名靠前的封測廠商競爭越來越激烈,要想在不久將來的競爭中占據(jù)有利位置,除了拓展成熟業(yè)務(wù)外,強化先進封裝技術(shù)的研發(fā)力度和商業(yè)化進程是必然的選擇,特別是對于排名前兩位的日月光、安靠,以及中國大陸三強企業(yè),更是如此。發(fā)展先進的封測技術(shù)已經(jīng)成為包括中國大陸廠商在內(nèi)的全球封測業(yè)者共同追求的目標。
先進封測技術(shù)可以提高封裝效率、降低成本、提供更好的性價比。目前來看,先進封裝主要包括倒裝(Flip Chip)、凸塊(Bumping)、晶圓級封裝(Wafer level package)、2.5D封裝、3D封裝(TSV)等技術(shù)。先進封裝在誕生之初只有WLP、2.5D和3D這幾種,近年來,先進封裝向各個方向快速發(fā)展,而每個開發(fā)相關(guān)技術(shù)的公司都將自己的技術(shù)獨立命名,如臺積電的InFO、CoWoS,日月光的FoCoS,Amkor的SLIM、SWIFT等。
Yole預(yù)測,2017~2022 年,全球先進封裝技術(shù):2.5D&3D,F(xiàn)an-out,F(xiàn)lip-Chip的收入年復(fù)合增長率分別為28%、36%和8%,而同期全球封測行業(yè)收入年復(fù)合增長率為3.5%,明顯領(lǐng)先于傳統(tǒng)封裝市場。
在中國大陸地區(qū),2015年以前,只有長電科技能夠躋身全球前十,而在2017年,三家封測企業(yè)營收分別增長 25%、28%、42%。長電科技一躍成為全球OSAT行業(yè)中收入的第3名。
在技術(shù)儲備方面, 在大陸三大龍頭封測企業(yè)當(dāng)中,長電科技的先進封裝技術(shù)優(yōu)勢最為突出。據(jù)悉,其掌握了Fan-out eWLB(embedded wafer level BGA),WLCSP(wafer-level chip scale packaging),SiP,Bumping,PoP(package on package)等高端封裝技術(shù)。
5G需要先進封裝技術(shù)
如前文所述,榜單中的這十家廠商在今年第三季度的業(yè)績之所以如此亮眼,一個很重要的原因就是5G手機的大量出貨,直接拉動了相關(guān)芯片的需求量,從而使封測業(yè)受益。
那么,5G對先進封裝技術(shù)的需求具體體現(xiàn)在哪些方面呢?下面看一下。
隨著手機越來越輕薄,在有限的空間里要塞入更多組件,這就要求芯片的制造技術(shù)和封裝技術(shù)都要更先進才能滿足市場需求。特別是在5G領(lǐng)域,要用到MIMO技術(shù),天線數(shù)量和射頻前端(RFFE)組件(PA、射頻開關(guān)、收發(fā)器等)的數(shù)量大增,而這正是先進封裝技術(shù)大顯身手的時候。
目前來看,SIP技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個較為成熟的階段,由于SoC良率提升難度較大。為了滿足多芯片互聯(lián)、低功耗、低成本、小尺寸的需求,SIP是一個不錯的選擇。SIP從封裝的角度出發(fā),將多種功能芯片,如處理器、存儲器等集成在一個封裝模塊內(nèi),成本相對于SoC大幅度降低。另外,晶圓制造工藝已經(jīng)來到5nm時代,后續(xù)還會演進到3nm、2nm,隨之而來的是工藝難度的急劇上升,芯片級系統(tǒng)集成的難度越來越大。SIP給芯片集成提供了一個既滿足性能需求又能減少尺寸的解決方案。
而為了滿足5G的需求,在SIP的基礎(chǔ)上,封裝技術(shù)還在演進。通過更先進的封裝技術(shù),可解決產(chǎn)品尺寸過大、耗電及散熱等問題,并利用封裝方式將天線埋入終端產(chǎn)品,以提升傳輸速度。
以5G手機為例,應(yīng)用講究輕薄短小、傳輸快速,且整體效能取決于核心的應(yīng)用處理器(AP)芯片,而隨著5G高頻波段的啟用,負責(zé)傳輸信號的射頻前端和天線設(shè)計也越來越復(fù)雜,需要先進封裝技術(shù)的支持。
要提升AP性能,除了晶圓制程微縮,還要依靠封裝技術(shù)協(xié)助,這里主要是以 POP(Package on package)封裝為主,通過POP堆疊DRAM,能有效提升芯片間的傳輸效率并減小體積。連接方式從傳統(tǒng)的打線(wire bonding)、覆晶(Filp chip)等,演進到目前的扇出型(Fan-out)封裝。扇出型封裝主要是利用RDL布線減少使用載板(substrate)。通過減少載板的使用,間接達到效能提升、改善散熱、減小產(chǎn)品尺寸,降低成本的目的。因此,AP多以扇出型POP封裝為主。
RFFE是5G手機中最復(fù)雜的部分,依靠先進的封裝技術(shù),手機廠商可以在越來越輕薄的智能手機中添加更多的無線連接器件。
以三星的5G手機Galaxy S20為例。其RFFE不僅支持2G / 3G / 4G,還支持sub-6 GHz和毫米波5G。集成的PA是主要RFFE組件,其在很大程度上決定了該5G射頻前端的復(fù)雜性,要提升集成度,就必須采用更先進的封裝技術(shù)。
Galaxy S20采用了高通X55調(diào)制解調(diào)器支持FDD 5G,因為全球運營商可以通過低頻段提供必要的信號覆蓋范圍來大規(guī)模部署5G。低頻段PAMiD(具有集成雙工器的功率放大器模塊)對于5G Galaxy S20是必不可少的。
隨著5G的成熟,將需要毫米波(24GHz或更高)來繼續(xù)滿足對帶寬和容量不斷增長的需求。在三星Galaxy S20 Ultra 5G智能手機中,除Sub-6GHz的RFFE外,還包括mmWave天線模塊。與Sub-6GHz的RFFE相比,mmWave天線模塊是RFFE系統(tǒng)集成的終極產(chǎn)品。三星內(nèi)部的Qualcomm QTM525天線模塊包含從相控陣天線到RF收發(fā)器的所有組件。高集成度與mmWave衰減的特性有關(guān)。因此,要捕獲這些非常微弱的信號,必須縮短整個mmWave的RFFE鏈,以確保連接鏈路預(yù)算內(nèi)的信號完整性。這些就需要先進的封裝技術(shù)。
競爭加劇
近幾年,雖然排名前十的廠商一直未有大的變化,但是它們之間的競爭激烈程度與日俱增,特別是市場對先進封裝技術(shù)的需求量快速增長,這也逐漸成為了優(yōu)秀封測企業(yè)的試金石。不僅是傳統(tǒng)的OSAT封測企業(yè),近些年,一些IDM和晶圓代工廠也在企業(yè)內(nèi)部大力發(fā)展封測業(yè)務(wù),以提升其生產(chǎn)效率和自主能力,而且,這些企業(yè)研發(fā)的一般都是先進的封測技術(shù)。在這類企業(yè)中,典型代表就是臺積電、三星和英特爾。
如臺積電的InFO(Integrated Fan-Out),就是其標志性技術(shù)。另外還有CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)封裝技術(shù)。該技術(shù)是為解決能耗問題而發(fā)展出的2.5D封裝解決方案。此外,臺積電還在研發(fā)和推廣其3D封裝技術(shù)——SoIC。
近些年,為了提升綜合競爭力,三星也在發(fā)展先進封裝技術(shù),但與臺積電相比還是有差距。代表技術(shù)是“面板級扇出型封裝”FOPLP),F(xiàn)OPLP是將輸入/輸出端子電線轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體芯片外部,提高性能的同時,也能降低生產(chǎn)成本。
英特爾自研的先進封裝技術(shù)是EMIB(嵌入式多芯片互連橋接)2D封裝 和 Foveros 3D封裝。此外,還有用于以上封裝的先進芯片互連技術(shù),包括Co-EMIB、ODI和MDIO。
有了IDM和晶圓代工廠的加入,封測業(yè)的競爭或許將更加激烈,在多方勢力的競逐下,在不久的將來,不知道傳統(tǒng)OSAT封測企業(yè)的格局是否會被打破。