先进封装“三国杀”，传统封装厂商还有机会吗？

文章转载自：中国电子报 作者：沈丛

近日，台积电宣布2022年预计资本支出将超过400亿美元，其中10%将用于先进封装。作为台积电的主要竞争对手，三星也放出狠话要与台积电在先进封装领域展开竞争。去年底英特尔在马来西亚投资70亿美元扩大先进封装产能，将先进封装技术视为其重振旗鼓的关键。

Yole数据显示，到2025年先进封装市场营收就将突破420亿美元，这几乎是传统封装市场预期增长率的三倍。进入后摩尔时代，先进封装愈发成为市场关注的焦点。传统封装厂商收到的压力也越来越大，封装市场竞争格局似乎要发生翻天覆地的变化。

晶圆厂优势得天独厚

OSAT厂商即外包半导体（产品）封装和测试厂商，主要是为Foundry公司做IC产品封装和测试的产业链环节，主要业务在传统封测工艺。因此，在先进封装方面，与晶圆厂商相比，OSAT厂商并不占优势。

据了解，传统的封装工艺都是机械加工，例如磨削，锯切，焊丝等，封装工艺步骤主要在裸片切割后进行。而先进封装不同，几乎所有的封装步骤都是以晶圆的形式完成的，以此来缩小芯片体积。

北京超弦存储器研究院执行副院长、北京航空航天大学兼职博导赵超表示，尽管OSAT厂商在传统的封装工艺加工方面有很多经验，但是在晶圆级的封装方面，经验比不上晶圆厂商，因为晶圆级封装更像是晶圆制造工艺，因此相较于OSAT厂商而言，晶圆厂商在先进封装方面有着得天独厚的优势。

从封装转变为如今的先进封装，从技术方面而言，晶圆厂更占优势。甚至先进封装概念早先也并非由OSAT厂商提出，而是最早诞生于2009年的台积电。

据了解，当时台积电团队发现，当传统封装基板上的引线线宽超过50μm，且随着逻辑芯片和存储芯片之间的数据传输量越来越大，高线宽会导致整颗芯片约40%的传输速度和60%的功耗被白白浪费。而假如用硅中介层来替代传统基板，将逻辑芯片和存储芯片等进行堆叠封装，引线线宽能够缩小至0.4μm以内，被损耗的大部分传输速度和功耗都能被重新找回。也是自那时起，先进封装开始逐渐“浮出水面”，随后一跃成为半导体领域的焦点技术。

Yole数据显示，2020年至2026年，先进封装市场复合年增长率约为7.9%。到2025年，该市场营收就将突破420亿美元，这几乎是传统封装市场预期增长率的三倍。进入后摩尔时代，先进封装已经成为市场关注的焦点。

先进封装“三国杀”

拥有得天独厚优势的晶圆厂商们也“嗅”到了先进封装市场的红利，纷纷开始大力布局先进封装领域。以台积电、三星、英特尔为代表的晶圆厂商们，都在不断加大在先进封装领域的投资力度，频频推出在先进封装领域的创新技术。

2015年台积电凭借InFO封装技术独揽了苹果的大单。在接下来的几年中，台积电也在先进封装领域不断发力，接连推出了CoWoS、SOIC 3D等技术，完善其在先进封装领域的布局。为了进一步扩大其在先进封装上影响，2020年台积电将其旗下SoIC、InFO及CoWoS 等3D IC技术平台进行了整合，并命名为3D Fabric。据台积电介绍，在产品设计方面，3D Fabric提供了最大的弹性，整合逻辑Chiplet、高带宽内存(HBM)、特殊制程芯片，可全方位实现各种创新产品设计。

三星作为台积电在晶圆代工领域的劲敌，在先进封装方面的布局也毫不示弱，甚至放出狠话要在2022年与台积电在芯片先进封装领域展开竞争。三星和台积电的竞争，已经一路从制程扩展到了先进封装领域。尽管起步较晚，但三星近年来一直坚持不懈地更新异质封装技术。

2018年三星推出首款I-Cube2方案，在先进封装领域站稳脚跟，随后在2020年推出了X-Cube方案的3D堆叠设计。2021年11月，三星宣布已与AmkorTechnology联合开发出混合基板立方体（H-Cube）技术，这是其新的2.5D封装解决方案，大大降低了高性能计算等市场的准入门槛，使得三星在先进封装领域名声大震。

英特尔近年来在先进工艺的研发方面频频遭遇“难产”。这也使得英特尔在先进制程方面与台积电、三星逐渐拉开差距。因此，英特尔愈发看重先进封装的研发，并开始不断发力先进封装技术。

2021年7月，英特尔公布了有史以来最详细的制程工艺和封装技术发展路线，并表示将在芯片制程工艺以及先进封装方面共同发力，在2025年之前重返产业巅峰。2021年12月17日，英特尔表示投资70亿美元，以扩大其在马来西亚槟城的先进半导体封装工厂的生产能力。英特尔已经将先进封装技术视为其重振旗鼓的关键。

传统封装厂并未被替代

不得不承认，众多非传统OSAT厂商纷纷入局先进封装产业，给了传统OSAT厂商不小的竞争压力。

与其他科技领域相比，OSAT领域利润率相对较低，竞争也比较激烈，而随着晶圆厂商纷纷入局先进封装领域后，竞争也在不断加剧。

长电科技首席技术长李春兴认为，OSAT厂商与晶圆厂在封装技术上会有重叠，这使得OSAT的业务在投资支出和投资回报率方面有更多不确定性，另外在购置自动化专用的制造基础设施时也可能会出现竞争。

然而，在先进封装领域，传统的OSAT厂商真的要被晶圆厂商“拍死在沙滩上”了吗？实则不然。

赵超表示，尽管晶圆级封装技术十分火爆，但并不意味着传统的封装工艺就要被淘汰，在芯片生产的过程中，无论如何最后都需要对芯片进行后道的传统的封装，而OSAT厂商在后道传统封装工艺上的经验积累，也是难以被轻易替代的，二者各有各的优势。

据了解，先进制程的应用也是台积电等晶圆大厂与OSAT 之间最主要的分水岭，台积电等晶圆大厂更锁定金字塔顶端芯片厂的高端产品，而其他非最先进的产品封测业务则会选择 AMKOR、长电、日月光等 OSAT厂商。

以AiP为例，AiP封装技术是将天线集成到芯片中，其优点在于可以简化系统设计，有利于小型化、低成本。在此方面晶圆代工大厂虽有研究，但成本管控上不及头部OSAT企业，在议价上操作空间也比较小，因此OSAT厂商扔掌握着多数 AiP 订单。

另外，晶圆代工厂在先进封装方面的布局与OSAT的营运模式、生意模式都不同，客户群、产品应用也有区分。此外，OSAT厂商还具备产品多元、成本低、上市速度快的优势，技术储备丰富的头部OSAT厂商也可以此和前道代工企业构成差异化竞争，且不惧怕被替代风险。

可见，在先进封装方面，晶圆代工厂和传统OSAT厂商各具优势，并不意味着OSAT厂商要被替代。

催生新的合作模式

因此，赵超认为，OSAT与晶圆厂之间的关系也催生出了一个新的合作模式——晶圆厂商与OSAT厂商携手共同开展先进封装技术的研发。

据了解，中芯国际与OAST厂商长电科技的携手便是一个典型的案例，两家分别都是国内在晶圆代工以及封测方面最具代表性的企业，二者的携手大大促进了国内先进封装技术的研发。

三星近期推出的2.5D封装解决方案“H-Cube”，也是三星与OSAT厂商安靠合作开发。技术公司全球研究开发中心（R&D）副社长Jin-Young Kim表示，此次的成功合作研发，证明了代工厂与OSAT厂商成为合作伙伴的重要性。

在先进封装领域，晶圆厂商与OSAT厂商之间并非仅仅是竞争关系的存在，实则二者可以相互合作，形成互补关系，共同打造先进封装领域的美好未来。