2020年全球封裝技術市場規(guī)模分析預測[圖]

    一、先進封裝市場規(guī)模

    全球半導體產業(yè)正處于一段轉折期。摩爾定律逐漸到頭，成本不斷上升，促使業(yè)界開始依靠IC封裝來擴大在超越摩爾時代的獲利。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、消費類、存儲和計算、物聯(lián)網（包括工業(yè)物聯(lián)網）、人工智能（AI）和高性能計算（HPC）等大趨勢的推動，先進封裝逐步進入其最成功的時期。

數(shù)字時代的大趨勢和驅動因素

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    先進封裝延續(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)市場專項調查及投資前景展望報告》顯示：盡管2019年半導體產業(yè)將出現(xiàn)放緩，然而先進封裝市場仍將保持增長趨勢，同比增長約6%。2024年先進封裝市場規(guī)模將達440億美元，2018~2024CAGR達8%的成長，同一時期，Yole預測傳統(tǒng)封裝市場CAGR為2.4%，IC封裝產業(yè)整體CAGR為

2018-2024年先進封裝市場規(guī)模（億美元）

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    2018年，倒裝芯片（FLIP-CHIP）占先進封裝市場的81%。不過，到2024年，其市場份額預計將下降至約72%。在各個先進封裝平臺中，3DIC堆疊和扇出型封裝將以約26%的速度增長，在各個領域的應用將持續(xù)增長。沒有其他哪種技術可以提供基于硅通孔（TSV）、混合鍵合（或兩者的組合）的堆疊技術所能達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/機器學習（AI/ML）、HPC和數(shù)據中心引領的高帶寬存儲（HBM）業(yè)務正在快速增長。扇出型封裝正在更多應用（BB、PMIC、RF、APE、存儲器）中得到采用，同時不斷滲透到新的市場。事實上，隨著不同商業(yè)模式的廠商爭相進入市場，扇出型封裝市場預計將呈現(xiàn)強勁增長。2019年~2024年期間，源自移動設備的引領，扇入型晶圓級封裝（WLP）將以6.5%的復合年增長率增長。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，憑借電信和基礎設施、汽車和移動等市場需求推動，預計將以49%的復合年增長率增長。

    在應用方面，2018年，移動和消費類應用占據先進封裝市場總量的84%。2019年~2024年期間，該應用市場預計將以5%的復合年增長率增長，到2024年占先進封裝總量的72%。而在營收方面，電信和基礎設施是先進封裝市場增長最快的細分領域（約28%），其市場份額將從2018年的6%增長到2024年的15%。與此同時，汽車和交運細分領域的市場份額預計將從2018年的9%增長到2024年的11%。

2018年按商業(yè)模式細分的先進封裝應用的晶圓產量

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

未來主流先進封裝技術大放異彩

    除傳統(tǒng)OSAT企業(yè)，近年一些IDM和Foundry也在內部開始發(fā)展封測業(yè)務以提升自身生產效率和自主服務能力。這些業(yè)務多集中在先進封裝技術，使得這些廠商在封測行業(yè)持續(xù)保持先進性和核心競爭力，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，預期2021年進入量產。

    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、復雜化、集成化。5G時代采用高頻的毫米波段對應更小尺寸的射頻元件，其封裝復雜度大幅提升，對封裝過程中的連線、墊盤和通孔等結構精密度要求更高，避免妨礙到芯片上的射頻功能。5G時代，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用集成化方案尺寸小、響應快、性能好，2018年占比射頻元件比重超過50%。手機輕薄化不斷提升，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)省客戶調試時間，縮減手機研發(fā)周期和提供更好的半導體性能兩大優(yōu)點。未來射頻前端集成化占比會越來越高，在2017年已經達到了50%，2018年則成為最主要方案。

    材料的多樣性要求先進封裝技術，SiP將脫穎而出。隨著移動通訊技術的升級，射頻芯片采用的工藝也越來越復雜，對PA而言最好的工藝是GaAs，對天線開關而言最好的工藝是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時代的射頻前端集成化，將采用先進封裝技術。據預測，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封裝將進入一個快速增長期。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%

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    2023年RFSiP封裝占比92%

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    射頻前端模組結構

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    三、、FOWLP：封裝技術持續(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，是指將來自于異質制程的多顆晶粒結合到一個緊湊封裝中的新方法。由于對更薄功能和增加I/O數(shù)量設備的需求，扇出式WLP受到越來越多的關注。隨著FOWLP技術不斷發(fā)展，從單芯片應用拓展至MCP（多芯片封裝）及3DPoP（堆疊式封裝）等，應用于更高I/O芯片的整合中。

    FOWLP充分利用RDL做連接，實現(xiàn)互連密度最大化。傳統(tǒng)的WLP封裝多采用Fan-in型態(tài)，應用于低接腳（Pin）數(shù)的IC。當芯片面積縮小的同時，芯片可容納的引腳數(shù)減少，因此變化衍生出擴散型FOWLP封裝形態(tài)，實現(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)。在一個環(huán)氧行化合物（EMC）中嵌入每個裸片時，每個裸片間的空隙有一個額外的I/O連接點，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，同時實現(xiàn)高帶寬數(shù)據傳輸。

    FOWLP降低封裝成本，減少封裝厚度。相比于扇入型封裝技術，F(xiàn)OWLP的優(yōu)勢在于：減小了封裝厚度、擴展能力（用于增加I/O數(shù)量）、改進的電氣性能、良好的熱性能以及無基板工藝。扇出WLP在結構上類似于傳統(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，僅用于手機基帶芯片封裝。一直到2015年以前，F(xiàn)OWLP市場較小且主要應用于基帶、RF、PMU等單芯片扇出封裝。2016年，臺積電將InFO技術應用于iPhone的AP芯片，實現(xiàn)高密度扇出封裝，并逐漸應用于智能手機、HPC、通訊等各種領域，市場空間在2016~2017年爆發(fā)。根據最新預測，F(xiàn)OWLP市場規(guī)模將在2019~2024年的復合增長為19%，2024年市場空間將達到38億美元。日月光和臺積電一樣，在2016年實現(xiàn)FOWLP量產，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）

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