2022年全球先进包装市场分析

受益于AI、对服务器、数据中心、汽车电子等下游需求强劲，推动半导体包装向多功能、小型化、便携式方向发展，预计国内先进包装市场将加快渗透。先进包装是后摩尔时代全球集成电路的重要发展趋势，也是解决芯片包装小型化、高密度等问题的关键途径。根据Yole的数据，2022年全球先进包装市场规模达到443亿美元，市场占47%。预计到2028年，总市场份额将达到785.5亿美元，市场份额将达到55%，CAGR将达到10.03%。

01先进封装行业概览

随着集成电路工艺的日益先进，技术端和成本端也面临着巨大的挑战，先进的包装技术应运而生。传统包装的主要功能包括为芯片提供机械保护、有效的散热方式、保证机电连接的稳定性等。先进的包装采用先进的设计理念和集成技术，对芯片进行包装级重构，并能有效提高系统的高功能密度。先进的包装技术不仅可以依靠芯片工艺突破，通过晶圆包装和系统包装，提高产品集成和功能多样化，满足芯片轻、低功耗、高性能的终端应用，同时大大降低芯片成本，因此广泛应用于高端逻辑芯片、存储器、射频芯片、图像处理芯片、触摸芯片等领域。随着芯片对计算速度和计算能力需求的同步提高，高速信号传输、优化散热性能、实现更小的包装、降低成本、提高可靠性、实现芯片堆叠已成为包装领域的新追求。根据Universal ChipletInterconnect Express (UCIe) ，28nm工艺的芯片设计成本约为0.51亿美元，但当工艺上升到5nm时，芯片设计成本迅速上升到5.42亿美元，成本上升了近十倍。从制造工艺端的角度来看，为了不断提高集成度，先进的封装从原来的倒装封装开始(FC)，逐渐封装到晶圆级(WLP)、2.5D/3D包装等迭代。晶圆级包装可实现更大的带宽、更高的速度和可靠性以及更低的功耗，适用于移动电子产品、高端超级计算机、人工智能和物联网设备的芯片包装。晶圆级封装的技术优点是先封装后切割，密封后芯片尺寸明显降低。晶圆批量处理，加工效率高；扇形包装增加引脚数量，互联密度大大提高；去除基板，均摊成本较低。2.5D由多芯片集成，包装尺寸和重量明显降低，包装性能和带宽明显提高，有助于降低整体成本。

02先进的封装市场格局

近年来，各大厂商纷纷将先进包装视为关键技术。全球先进包装参与者众多，其解决方案包括(超)高密度风扇(有机中介)、3D芯片堆叠、2.5D硅中介层、2.5D嵌入式硅桥、3D堆叠存储器等。领先的代工厂及其解决方案是台积电（InFO，集成扇出）、日月光（FOCoS，芯片从芯片后面安装的基板上打出芯片)、三星（2.5DRDL(再分布层)、Amkor Technology（S-SWIFT，高密度风扇出线)等。典型工艺的布局包括:2.5D：CoWoS（台积电）、EMIB（英特尔）、I-Cube（三星）、XDFOI(长电科技)等；3D：SoIC（台积电）、Foveros（英特尔）、X-Cube（三星）、3D-eSinC(华天科技)等。目前，台积电已成为先进包装技术创新的领导者之一，并在基板上推出了晶圆上的芯片（CoWoS）封装、集成风扇形状（InFO）芯片的封装和系统集成（SoIC）等。Cowos是台积电推出的2.5D封装技术，其中“CoW"指芯片堆叠； “WoS将芯片堆叠在基板上。台积电在先进包装领域发展迅速，具有市场前瞻性。可持续发展移动运算、物联网、汽车、高效运算等领域，以满足多元化的市场需求。台积电现集成其SolC.3DLNFO、Cowos等 IC技术平台，并命名为“3DFabric”。英特尔推出了EMIB、Foveros和Co-EMIB等先进的包装技术试图通过2.5D、三种异质集成形式的3D和埋入式实现了互连带宽倍增和功耗减半的目标。三星电子推出了扇形板级封装（Fan-Out Panel Level Package, FOPLP）该技术进一步降低了封装体的剖面高度，增强了互连带宽，降低了单位面积成本，实现了性价比优势。

我国在包装行业的发展上具有得天独厚的优势。与半导体制造的其他环节相比，封装测试的进入壁垒相对较低。作为世界上最大的半导体消费市场，它也为中国企业提供了更多的发展机遇。根据技术储备、产品线条件、先进包装收入比例等指标，国内封装测试企业一般可分为三个梯队：第一梯队企业实现了第三阶段焊球阵列封装（BGA）、格栅阵列包装（LGA）、芯片级封装（CSP）量产稳定，具有全部或部分第四阶段封装技术量产能力(如SiP)、Bumping、FC），同时，技术储备或产业布局已在第五阶段的晶圆级封装领域进行(如TSV)、Fan-Out/In）。国内独立封装测试第一梯队代表企业有长电科技、通富微电、华天科技等。三家厂商分别在2022年世界十大OSAT(封装测试企业)排名中占据第三、第四、第六位。国内独立封装测试第一梯队代表企业有长电科技、通富微电、华天科技等。三家厂商分别在2022年世界十大OSAT(封装测试企业)排名中占据第三、第四、第六位。此外，近年来，国内一些新兴的封装测试厂也在不断投资先进封装领域的扩产。

03先进封装关键设备

COW倒装固晶在先进的包装技术中，CMP、电镀、临时键合和解键合、数量检测和光刻是核心制造环节。生产线上所需设备价值的比例分别为12.5%、7.5%、7.5%、7.5%、6.7%和6.3%，总共达到47.9%。这些关键核心环节对于实现先进包装技术的高性能、高可靠性和小型化至关重要，目前仍面临着紧迫的定位替代任务。先进包装各环节的价值拆分：数据来源：公司公告、开源证券、调查区分传统包装和先进包装的关键在于加工过程是否涉及光刻环节。先进包装光刻机的主要技术路径有投影光刻和直写光刻，通常采用步进光刻机。美国Applied是全球晶圆级封装光刻设备的主要市场 Materials、Rudolph，日本SCREENN、ORC等国际半导体制造商占据，国内制造商中的其他企业实现了晶圆封装掩模光刻设备的产业化，占据了一定的市场份额。新一代SSB500系列步进投影光刻机，包括Flip Chip、Fan-In、Fan-Out WLP/PLP和2.5D先进的包装形式，如/3D，可以满足Bumping、晶圆级/方板级光刻工艺要求RDL、TSV等工艺。先进包装对光刻、蚀刻等晶圆设备精度的要求低于前道工艺。国内前道设备制造商在华海清科(CMP设备)等先进包装领域的布局属于技术降维、盛美上海(电镀)、芯源微(涂胶显影、临时键合和解键合)、中微公司(TSV深硅刻蚀)、未来拓荆科技(混合键合设备)等国内先进的封装生产线有望占据较高的份额。在新一轮人工智能爆发的背景下，计算能力的持续短缺已成为一个重要因素。伴随着人工智能技术的不断进步和应用场景的不断扩大，对计算能力的需求呈爆炸式增长趋势。传统的芯片制造和包装技术难以满足这一需求，为先进包装技术的发展提供了广阔的空间。预计产业链的所有细分环节都将迎来国内替代的广阔机遇。精选乐晴智库