設計、制造、封測是半導體產業(yè)鏈最主要的環(huán)節(jié)，其中封裝作為后道工序在固定芯片引腳、增強物理性保護和環(huán)境性保護，增強散熱效果等方面發(fā)揮著重要作用。但是隨著制造工藝不斷演進，已經逼近物理極限，摩爾定律受到越來越多的挑戰(zhàn)，僅靠縮小線寬的辦法已經無法同時滿足性能、功耗、面積以及信號傳輸速度等多方面的要求。在此情況下，越來越多的半導體廠商開始把注意力放在系統(tǒng)集成層面尋求解決方案，先進封裝技術開始扮演重要角色。

先進封裝延續(xù)摩爾定律

傳統(tǒng)封裝通常是指先將晶圓片切割成單個芯片再進行封裝的工藝，主要包括單列直插封裝(SIP)、雙列直插封裝(DIP)、小外形封裝(SOP)、小晶體管外形封裝(SOT)、晶體管外形封裝(TO)等封裝形式。隨著半導體技術不斷演進，進入“超越摩爾”時代，半導體大廠的發(fā)展重點逐漸從過去著力于晶圓制造工藝技術節(jié)點的推進，轉向系統(tǒng)級設計制造封裝技術的創(chuàng)新。先進封裝技術得到空前發(fā)展。

“先進封裝是指處于前沿的封裝形式和技術。目前，帶有倒裝芯片(FC)結構的封裝、晶圓級封裝(WLP)、系統(tǒng)級封裝(SiP)、2.5D封裝、3D封裝等均被認為屬地先進封裝的疇。”長電科技高級副總裁劉銘此前接受記者采訪時介紹。

近幾年來，受限于工藝、制程和材料的瓶頸，摩爾定律的演進開始放緩，芯片的集成越來越難以實現(xiàn)，3D封裝開始被認為是后摩爾時代集成電路的一個重要發(fā)展方向。英特爾、臺積電、三星等半導體大廠都對3D封裝技術給予了高度重視。

英特爾的首席架構師Raja表示，新的封裝技術可以徹底改變目前的芯片架構，可以往芯片上方再疊加芯片。如果在處理器芯片上疊一顆5G基帶芯片，那么支持5G的處理器就誕生了。

在第二屆中國系統(tǒng)級封裝大會上，華為硬件協(xié)同設計實驗室首席架構師吳伯平表達的觀點也很相似。吳伯平表示，盡管封裝也在追趕摩爾定律的速度，但因為封裝有多樣性，封裝與摩爾定律的趨勢并非完全一致的?，F(xiàn)在的一個趨勢就是把很多芯片封裝在一個大芯片內，這種“組合”的方式是未來的大趨勢。

半導體龍頭強封裝技術開發(fā)

正是由于先進封裝對半導體技術的演進越來越重要，英特爾、臺積電、三星等龍頭廠商都給予了高度重視。

為了鞏固在高性能計算領域在的領先地位，英特爾近來持續(xù)強化在制程、架構、內存、超微互連、安全和軟件等領域的競爭力，先進封裝正是英特爾架構創(chuàng)新的主要戰(zhàn)略布局方向之一。本屆CES2019上，英特爾便重點展示了采用“Foveros”技術封裝的新一代CPU產品?！癋overos”作為英特爾最新推出3D封裝技術，可以在邏輯芯片上實現(xiàn)3D堆疊，將不同工藝、結構、用途的芯片整合到一起，為設計人員提供了更大的靈活性。設計人員可以在新的產品形態(tài)中“混搭”不同的IC模塊、I/O配置，并使產品能夠分解成更小的“芯片組合”。英特爾發(fā)布的信息顯示，將于2019年下半年開始推出采用Foveros技術的產品，首款Foveros產品將整合10nm高性能芯片組合和22FFL的低功耗基礎芯片。

臺積電雖然是晶圓代工廠，聚集于半導體制造的前道工序，但是對于先進封裝也極為重視。數年前便打造了WLSI(Wafer-Level-System-Integration)技術平臺，可提供多種晶圓級封裝技術的配套支持，包括CoWoS封裝、InFO封裝，以及針對PMIC等功率芯片的扇入型晶圓級封裝等。COWOS工藝主要與臺積電16nm工藝配套，能夠提供優(yōu)化的系統(tǒng)效能、更小的產品尺寸，并改善芯片之間的傳輸帶寬。根據DIGITIMES的報道，臺積電第四代CoWoS封裝將于2019年量產。而為了應對人工智能對高效能運算)芯片的需求，臺積電將于2020年推出第五代CoWoS封裝工藝。

作為臺積電的老對頭，三星在先進封裝的開發(fā)上也不甘示弱，推出了可與臺積電CoWoS封裝制程相抗衡的I-Cube封裝制程。在2018年三星晶圓代工論壇日本會議上，三星公布了其封測領域的路線圖，三星已經可以提供I-Cube2.5D封裝，2019年將會推出3DSiP系統(tǒng)級封裝。

中國企業(yè)不可錯失重要時間窗口

封測領域的中高端產品占比代表著一個國家或地區(qū)封測業(yè)發(fā)展水平，推動企業(yè)向中高端發(fā)展成為做強中國封裝產業(yè)的必然路徑。根據Yole數據，2017年全球先進封裝產值達約200億美元，占全球封測總值接近一半的市場，其中中國的先進封裝產值約占11.9%。這顯示中國封測產業(yè)的整體技術水平仍然偏低，傳統(tǒng)封裝出貨量仍占主要份額，但是主要企業(yè)的水平已經有了較大提升，國內骨干的集成電路封裝企業(yè)(如長電科技、南通富士通、天水華天等)在先進封裝技術的開發(fā)、儲備、應用上得到了長足發(fā)展。發(fā)展先進封裝技術是中國企業(yè)未來的重要方向。

近年來中國封裝產業(yè)之所以取得較快發(fā)展，與此前成功進行了一系列企業(yè)并購有著重要關系。2016年長電科技完成對星科金鵬的并購，對星科金鵬的并購使長電科技進入全球封測廠前三位。2015年通富微電出資約3.7億美金收購超威半導體(AMD)旗下的蘇州廠和馬來西亞檳城廠。AMD蘇州和AMD檳城主要從事高端集成電路封測業(yè)務，主要產品包括CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、APU(加速處理器)以及GamingConsoleChip(游戲主機處理器)等。2014年，華天科技4200萬美元收購美國FCI。FCI是美國一家提供先進晶圓封裝代工的企業(yè)，其晶圓級封裝技術與天水華天具有很強的技術互補性。然而隨著國際環(huán)境的改變，特別是經過一系列并購之后，對并購企業(yè)進行深度整合開始成為封裝企業(yè)的工作重點。

通富微電總經理石磊指出，半導體技術發(fā)展到今天，28nm的SoC產品是個節(jié)點，成本驅動的因素已經基本消失，半導體的高速發(fā)展正在失去成本這一引擎。而SiP等先進封裝可以彌補缺失的動力，這對中國半導體、對整個封測產業(yè)是一個重要的時間窗口。與全球一流封測企業(yè)相比，國內企業(yè)綜合技術實力仍有一定差距。要實現(xiàn)加速發(fā)展，需要加大技術投入、重視人才培養(yǎng)并強化產業(yè)鏈建設。半導體產業(yè)是一個全球化的產業(yè)，一定要加強國際合作，走出國門，開啟國際化戰(zhàn)略是封測企業(yè)做大做強的必由之路。

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