2020年全球封裝技術(shù)市場規(guī)模分析預(yù)測[圖]

    一、先進(jìn)封裝市場規(guī)模

    全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于一段轉(zhuǎn)折期。摩爾定律逐漸到頭，成本不斷上升，促使業(yè)界開始依靠IC封裝來擴(kuò)大在超越摩爾時(shí)代的獲利。因此，得益于對更高集成度的廣泛需求；摩爾定律的放緩；以及交通、5G、消費(fèi)類、存儲和計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)（包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）、人工智能（AI）和高性能計(jì)算（HPC）等大趨勢的推動，先進(jìn)封裝逐步進(jìn)入其最成功的時(shí)期。

數(shù)字時(shí)代的大趨勢和驅(qū)動因素

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    先進(jìn)封裝延續(xù)摩爾定律，市場規(guī)模持續(xù)增長。智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國電子封裝行業(yè)市場專項(xiàng)調(diào)查及投資前景展望報(bào)告》顯示：盡管2019年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)放緩，然而先進(jìn)封裝市場仍將保持增長趨勢，同比增長約6%。2024年先進(jìn)封裝市場規(guī)模將達(dá)440億美元，2018~2024CAGR達(dá)8%的成長，同一時(shí)期，Yole預(yù)測傳統(tǒng)封裝市場CAGR為2.4%，IC封裝產(chǎn)業(yè)整體CAGR為

2018-2024年先進(jìn)封裝市場規(guī)模（億美元）

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    2018年，倒裝芯片（FLIP-CHIP）占先進(jìn)封裝市場的81%。不過，到2024年，其市場份額預(yù)計(jì)將下降至約72%。在各個(gè)先進(jìn)封裝平臺中，3DIC堆疊和扇出型封裝將以約26%的速度增長，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用將持續(xù)增長。沒有其他哪種技術(shù)可以提供基于硅通孔（TSV）、混合鍵合（或兩者的組合）的堆疊技術(shù)所能達(dá)到的性能和集成水平。3D存儲（HBM和3DDDRDRAM）、基于2.5D中介層的芯片分割和邏輯存儲器集成，推動了高端TSV市場的增長。

    由人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）、HPC和數(shù)據(jù)中心引領(lǐng)的高帶寬存儲（HBM）業(yè)務(wù)正在快速增長。扇出型封裝正在更多應(yīng)用（BB、PMIC、RF、APE、存儲器）中得到采用，同時(shí)不斷滲透到新的市場。事實(shí)上，隨著不同商業(yè)模式的廠商爭相進(jìn)入市場，扇出型封裝市場預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長。2019年~2024年期間，源自移動設(shè)備的引領(lǐng)，扇入型晶圓級封裝（WLP）將以6.5%的復(fù)合年增長率增長。嵌入式芯片雖然市場規(guī)模較?。?018年小于2500萬美元），但未來五年，憑借電信和基礎(chǔ)設(shè)施、汽車和移動等市場需求推動，預(yù)計(jì)將以49%的復(fù)合年增長率增長。

    在應(yīng)用方面，2018年，移動和消費(fèi)類應(yīng)用占據(jù)先進(jìn)封裝市場總量的84%。2019年~2024年期間，該應(yīng)用市場預(yù)計(jì)將以5%的復(fù)合年增長率增長，到2024年占先進(jìn)封裝總量的72%。而在營收方面，電信和基礎(chǔ)設(shè)施是先進(jìn)封裝市場增長最快的細(xì)分領(lǐng)域（約28%），其市場份額將從2018年的6%增長到2024年的15%。與此同時(shí)，汽車和交運(yùn)細(xì)分領(lǐng)域的市場份額預(yù)計(jì)將從2018年的9%增長到2024年的11%。

2018年按商業(yè)模式細(xì)分的先進(jìn)封裝應(yīng)用的晶圓產(chǎn)量

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    隨著智能駕駛、AIOT、數(shù)據(jù)中心及5G等市場的成熟，預(yù)計(jì)2.5D/3DTSV技術(shù)、FanOut技術(shù)、ED技術(shù)等先進(jìn)封裝技術(shù)的市場規(guī)模CAGR將保持高速增長，分別達(dá)26%、26%、49%。晶方科技目前主要技術(shù)集中在WLSCP、TSV、FAN-OUT等先進(jìn)封裝工藝、LGA/MOUDLE等芯片級封裝工藝。

未來主流先進(jìn)封裝技術(shù)大放異彩

    除傳統(tǒng)OSAT企業(yè)，近年一些IDM和Foundry也在內(nèi)部開始發(fā)展封測業(yè)務(wù)以提升自身生產(chǎn)效率和自主服務(wù)能力。這些業(yè)務(wù)多集中在先進(jìn)封裝技術(shù)，使得這些廠商在封測行業(yè)持續(xù)保持先進(jìn)性和核心競爭力，如臺積電的SoIC（系統(tǒng)整合晶片封裝）和WoW（16
納米晶圓堆疊晶圓）等3DIC封裝技術(shù)，預(yù)期2021年進(jìn)入量產(chǎn)。

    二、SiP：集成化封裝及5G射頻要求提升，SiP需求大增

    5G對于封裝需求要求提升，器件封裝微小化、復(fù)雜化、集成化。5G時(shí)代采用高頻的毫米波段對應(yīng)更小尺寸的射頻元件，其封裝復(fù)雜度大幅提升，對封裝過程中的連線、墊盤和通孔等結(jié)構(gòu)精密度要求更高，避免妨礙到芯片上的射頻功能。5G時(shí)代，由于越來越多的頻段需求，在射頻前端模組化趨勢下，RF封裝呈現(xiàn)集成化，SiP解決方案會得到更加廣泛的應(yīng)用集成化方案尺寸小、響應(yīng)快、性能好，2018年占比射頻元件比重超過50%。手機(jī)輕薄化不斷提升，以及射頻元件數(shù)量的增加，因而在有限的內(nèi)部空間，射頻前端呈現(xiàn)了集成化的趨勢。集成化除了在減少尺寸之外，還具有節(jié)省客戶調(diào)試時(shí)間，縮減手機(jī)研發(fā)周期和提供更好的半導(dǎo)體性能兩大優(yōu)點(diǎn)。未來射頻前端集成化占比會越來越高，在2017年已經(jīng)達(dá)到了50%，2018年則成為最主要方案。

    材料的多樣性要求先進(jìn)封裝技術(shù)，SiP將脫穎而出。隨著移動通訊技術(shù)的升級，射頻芯片采用的工藝也越來越復(fù)雜，對PA而言最好的工藝是GaAs，對天線開關(guān)而言最好的工藝是SOI，濾波器則是采用壓電材料。SOC方案難以集成這些不同材料；系統(tǒng)性封裝SiP才能滿足這些要求。因而5G時(shí)代的射頻前端集成化，將采用先進(jìn)封裝技術(shù)。據(jù)預(yù)測，移動端RFSiP市場規(guī)模將由2018年的33億美金增長到2023年的53億美金。

    射頻前端的SiP封裝將進(jìn)入一個(gè)快速增長期。其中，集成PA、Filter、Swtich的PAMid增長最快，在射頻前端模組中的比重從23%增長到39%。

    2018年RFSiP封裝占比91%

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    2023年RFSiP封裝占比92%

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    射頻前端模組結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    三、、FOWLP：封裝技術(shù)持續(xù)升級，F(xiàn)OWLP保持高速增長

    扇出型晶圓級封裝的英文全稱為Fan-OutWaferLevelPackaging，即FOWLP，是指將來自于異質(zhì)制程的多顆晶粒結(jié)合到一個(gè)緊湊封裝中的新方法。由于對更薄功能和增加I/O數(shù)量設(shè)備的需求，扇出式WLP受到越來越多的關(guān)注。隨著FOWLP技術(shù)不斷發(fā)展，從單芯片應(yīng)用拓展至MCP（多芯片封裝）及3DPoP（堆疊式封裝）等，應(yīng)用于更高I/O芯片的整合中。

    FOWLP充分利用RDL做連接，實(shí)現(xiàn)互連密度最大化。傳統(tǒng)的WLP封裝多采用Fan-in型態(tài)，應(yīng)用于低接腳（Pin）數(shù)的IC。當(dāng)芯片面積縮小的同時(shí)，芯片可容納的引腳數(shù)減少，因此變化衍生出擴(kuò)散型FOWLP封裝形態(tài)，實(shí)現(xiàn)在芯片范圍外充分利用RDL做連接，以此獲取更多的引腳數(shù)。在一個(gè)環(huán)氧行化合物（EMC）中嵌入每個(gè)裸片時(shí)，每個(gè)裸片間的空隙有一個(gè)額外的I/O連接點(diǎn)，這樣I/O數(shù)會更高并且的對硅利用率也有所提高，使互連密度最大化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高帶寬數(shù)據(jù)傳輸。

    FOWLP降低封裝成本，減少封裝厚度。相比于扇入型封裝技術(shù)，F(xiàn)OWLP的優(yōu)勢在于：減小了封裝厚度、擴(kuò)展能力（用于增加I/O數(shù)量）、改進(jìn)的電氣性能、良好的熱性能以及無基板工藝。扇出WLP在結(jié)構(gòu)上類似于傳統(tǒng)的球柵陣列（BGA）封裝，但是消除了昂貴的襯底工藝

    FOWLP被廣泛應(yīng)用，市場規(guī)模保持高速增長。FOWLP封裝最早在2009~2010年由Intel提出，僅用于手機(jī)基帶芯片封裝。一直到2015年以前，F(xiàn)OWLP市場較小且主要應(yīng)用于基帶、RF、PMU等單芯片扇出封裝。2016年，臺積電將InFO技術(shù)應(yīng)用于iPhone的AP芯片，實(shí)現(xiàn)高密度扇出封裝，并逐漸應(yīng)用于智能手機(jī)、HPC、通訊等各種領(lǐng)域，市場空間在2016~2017年爆發(fā)。根據(jù)最新預(yù)測，F(xiàn)OWLP市場規(guī)模將在2019~2024年的復(fù)合增長為19%，2024年市場空間將達(dá)到38億美元。日月光和臺積電一樣，在2016年實(shí)現(xiàn)FOWLP量產(chǎn)，安靠、矽品、力成在2017年緊接著布局。

    Fan-out市場規(guī)模（百萬美元）

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理