2023 年先進(jìn)封裝市場(chǎng)價(jià)值 43 億美元，預(yù)計(jì)到 2029 年將超過(guò) 280 億美元，2023-2029 年復(fù)合年增長(zhǎng)率為 37%。細(xì)分到終端市場(chǎng)，最大的先進(jìn)封裝市場(chǎng)是“電信和基礎(chǔ)設(shè)施”，2023 年該市場(chǎng)的收入占比超過(guò) 67%。緊隨其后的是“移動(dòng)和消費(fèi)者”，這是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 50%。
就封裝單位而言，先進(jìn)封裝預(yù)計(jì)將經(jīng)歷 44% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率（2023-2029 年），從 2023 年的 6.27 億個(gè)單位增至 2029 年的 56 億個(gè)單位。這種巨大的增長(zhǎng)是因?yàn)樾聲x封裝的需求正在健康增長(zhǎng)，而且由于 2.5D 和 3D 平臺(tái)推動(dòng)價(jià)值從前端到后端的轉(zhuǎn)變，與不太先進(jìn)的封裝相比，先進(jìn)封裝的平均售價(jià)非常高。
3D 堆棧內(nèi)存（HBM、3DS、3D NAND 和 CBA DRAM）是最重要的貢獻(xiàn)者，到 2029 年將占據(jù) 70% 以上的市場(chǎng)份額。增長(zhǎng)最快的平臺(tái)是 CBA DRAM、3D SoC、有源 Si 中介層、3D NAND 堆棧和嵌入式 Si 橋。
先進(jìn)封裝正在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中掀起一波顛覆浪潮
代工廠、IDM 和 OSAT 在同一高端封裝市場(chǎng)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)，模糊了FE 到 BE 供應(yīng)鏈的界限。這使得小型企業(yè)更難進(jìn)行有意義的競(jìng)爭(zhēng)。高端封裝供應(yīng)鏈的進(jìn)入門檻越來(lái)越高，主要參與者憑借其 FE 能力顛覆了先進(jìn)封裝領(lǐng)域。采用混合鍵合使 OSAT 的處境更加艱難，因?yàn)橹挥袚碛芯A廠能力和充足資源的參與者才能承受重大的產(chǎn)量損失和巨額投資。
臺(tái)積電展示了其利用 CoWoS、InFO 和 3D SoIC 解決方案的 3D Fabric。英特爾使用其 Foveros、EMIB 和 Co-EMIB 產(chǎn)品，后來(lái)又使用 Foveros Direct 和 Omni。三星是 HBM 和 3DS 內(nèi)存的先驅(qū)，并且還提供 I-Cube、H-Cube 以及后來(lái)的 R-Cube 和 X-Cube。
從技術(shù)角度來(lái)看，臺(tái)積電在 FE+BE 高價(jià)值制造業(yè)務(wù)中占據(jù)主導(dǎo)地位。從開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和投資到知識(shí)產(chǎn)權(quán)申請(qǐng)，它在每個(gè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)方面都表現(xiàn)出色。照這樣發(fā)展下去，臺(tái)積電不僅僅是試圖消滅其商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（英特爾和三星），而且還要確保保持行業(yè)領(lǐng)先地位。這家臺(tái)灣巨頭為特斯拉和 Cerebras 提供其 InFO_SoW 解決方案，其 3DSoIC、CoWoS 和 InFO 解決方案被 AMD、Xilinx 和 GUC 等公司用于其新產(chǎn)品。
英特爾是美國(guó)芯片制造和先進(jìn)組件封裝領(lǐng)域的主要參與者，其“Lakefield”Foveros 封裝銷往三星、微軟和聯(lián)想等終端客戶。更多基于英特爾先進(jìn) 3D/2.5D 封裝技術(shù)的產(chǎn)品（如 Ponte Vecchio、Meteor Lake、Foveros Omni 和 Foveros Direct）將很快上市。
三星電子是開(kāi)發(fā) HBM 內(nèi)存 3D TSV 堆疊技術(shù)的先驅(qū)，也是自 2000 年代以來(lái)投資該技術(shù)的少數(shù)幾家公司之一。此外，三星電子自 2015 年以來(lái)一直在生產(chǎn)三星 DDR4 3D 256GB 雙列直插式內(nèi)存模塊 (RDIMM)。此外，這家韓國(guó)巨頭最近還開(kāi)發(fā)了其 I-Cube 和 H-Cube 解決方案。
自 2015 年以來(lái)，索尼一直是使用 W2W 技術(shù)的混合鍵合芯片出貨量最多的公司。索尼目前提供 2 堆棧和 3 堆棧版本。在 2 堆棧中，像素位于電路頂部。在 3 堆棧版本中，像素堆疊在 DRAM 緩沖區(qū)緩存的頂部，而 DRAM 緩沖區(qū)緩存位于電路頂部。2020 年，索尼為其 SWIR 成像儀推出了 D2W 解決方案。
如今，高端封裝的實(shí)現(xiàn)越來(lái)越依賴于 FE 技術(shù)，混合鍵合正在成為一種新趨勢(shì)。BESI 在這一新趨勢(shì)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為臺(tái)積電、英特爾和三星等大公司提供設(shè)備，這些公司都在爭(zhēng)奪霸主地位。確保下一代高端性能業(yè)務(wù)在財(cái)務(wù)和技術(shù)上超出了 OSAT 和基板供應(yīng)商的能力。
摩爾定律即將達(dá)到極限，封裝技術(shù)是關(guān)鍵支柱
在數(shù)字終端系統(tǒng)需求和技術(shù)創(chuàng)新的推動(dòng)下，先進(jìn)封裝選項(xiàng)日益豐富和具有突破性。現(xiàn)有的 2.5D 和 3D 集成能力生產(chǎn)是過(guò)去投資所獲得的收益，源于滿足長(zhǎng)期需求的可貴愿望。摩爾定律擴(kuò)展帶來(lái)的性能/功率改進(jìn)以及不斷上升的成本促使半導(dǎo)體行業(yè)制定系統(tǒng)級(jí)擴(kuò)展戰(zhàn)略，采用高端封裝解決方案，而不是單純擴(kuò)展 FE 高級(jí)節(jié)點(diǎn)。SoC 分區(qū)和“小芯片”集成是一種潛在的前進(jìn)方向，通過(guò)對(duì) SoC 芯片進(jìn)行分區(qū)并僅擴(kuò)展那些最關(guān)鍵的電路塊來(lái)優(yōu)化擴(kuò)展成本。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要具有高互連密度、高帶寬和高功率效率的 2.5D 和 3D 異構(gòu)集成技術(shù)。
在先進(jìn)封裝技術(shù)細(xì)分中，我們根據(jù) IO 間距和 IO 密度對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分類：UHD FO、2.5D 中介層、3D 堆疊存儲(chǔ)器和嵌入式 Si 橋（即 3DSoC（混合鍵合））。領(lǐng)先的參與者開(kāi)始憑借 UHD FO、中介層、TSV 和嵌入式 Si 橋的核心技術(shù)贏得市場(chǎng)份額。此外，這些技術(shù)可以進(jìn)一步組合和共存以滿足未來(lái)的需求，例如英特爾的 Co-EMIB（EMIB + Foveros）和臺(tái)積電的 InFO_LSI（UHD FO + LSI）。
未來(lái)一代封裝解決方案是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)密度更高的 3D IC，間距≤10 μm。領(lǐng)先的供應(yīng)商，尤其是臺(tái)積電、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、三星和英特爾，都以此為目標(biāo)，提供尖端的混合鍵合解決方案，代表半導(dǎo)體和封裝領(lǐng)域的接觸點(diǎn)?；旌湘I合這一關(guān)鍵技術(shù)可以解鎖高端和定制組件的混合搭配可能性。
所有先進(jìn)封裝平臺(tái)的主要技術(shù)趨勢(shì)是減小互連間距（無(wú)論類型如何）——它與 TSV、TMV、微凸塊甚至混合鍵合有關(guān)，這已經(jīng)是最激進(jìn)的解決方案。除此之外，通孔直徑和晶圓厚度有望降低。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于一方面集成更復(fù)雜的單片芯片和另一方面集成芯片以支持更快的數(shù)據(jù)處理和傳輸是必要的，同時(shí)確保更少的功耗和損耗，并為后代提供更高密度的集成和帶寬。
總體趨勢(shì)是在同一封裝中結(jié)合更多 2.5D 平臺(tái)和 3D 平臺(tái)。因此，我們預(yù)計(jì)未來(lái)將在同一封裝中使用 3D SoC、2.5 中介層、嵌入式硅橋和 MTV 共封裝光學(xué)器件集成芯片的封裝。新的 2.5D 和 3D 封裝平臺(tái)將在稍后上市，使 HEP 封裝變得更加復(fù)雜。
本文轉(zhuǎn)載自：半導(dǎo)體行業(yè)觀察
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