半導體封裝材料2024年將增長5%，先進封裝占比多少？
鑒于整個半導體行業(yè)的發(fā)展速度放緩，2023年封裝材料市場規(guī)模預計將下降約0.6%，但2023年下半年就有望復蘇，2024年預計將實現5%的增長。
封裝材料變化趨勢
TECHCET表示，從2020年開始，封裝材料經歷了強勁的出貨和收入增長。終端市場需求的變化，加上緊張的供應鏈和物流限制，使整個供應鏈的材料價格上漲。此外，許多材料部門在可用生產能力方面受到限制。由于受到成本上升的擠壓，許多供應商限制了與產能相關的投資。供應鏈和物流限制了供應商擴大產能的速度。
封裝材料價格上漲的趨勢完全扭轉了十多年來的降價趨勢，這在很大程度上是由于設備制造商和封裝代工廠的壓力。“降低成本”成為限制材料供應商產能投資的口頭禪。這些需求驅動的價格上漲推動了2020年封裝材料收入增長超過15%，2021增長超過20%。只要原材料和能源成本繼續(xù)維持在高位，供應商在產能擴張計劃中保持謹慎，目前的價格預計將保持不變。
此外，晶圓級封裝、倒裝芯片封裝和包括系統(tǒng)級集成在內的異構集成，是新材料領域發(fā)展的主要驅動力。對于晶圓級封裝，最大的應用仍然是移動電子，包括汽車領域在內的其他應用場景也在快速增長。倒裝芯片互連在高性能計算、高頻通信和其他應用中的增長仍然強勁，銅柱互連技術的使用越來越多。
常見芯片封裝類型
1、DIP直插式封裝
DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，這種芯片封裝已經有很多年的歷史，如51單片機、AC-DC控制器、光耦運放等都在使用這種封裝類型。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，可以通過專用底座進行使用，當然，也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接，對于插在底座上使用，可以易于更換，焊接難度也很低，只需要電烙鐵便可以進行焊接裝配。
2、LQFP/TQFP封裝
PQFP/TQFP封裝的芯片四周均有引腳，引腳之間距離很小、管腳很細，用這種形式封裝的芯片可通過回流焊進行焊接，焊盤為單面焊盤，不需要打過孔，在焊接上相對DIP封裝的難度較大。目前許多單片機和集成芯片都在使用這種封裝，由于此封裝自帶突出引腳，在運輸焊接過程中需要小心，防止引腳彎曲或損壞。
3、LGA封裝
LGA封裝為底部方形焊盤，區(qū)別于QFN封裝，在芯片側面沒有焊點，焊盤均在底部。這種封裝對焊接要求相對較高，對于芯片封裝的設計也有很高的要求，否則批量生產很容易造成虛焊以及短路的情況，在小體積、高級程度的應用場景中這種封裝的使用較多。
4、BGA（球柵陣列）封裝
隨著集成技術的進步、設備的改進和深亞微米技術的使用，LSI、VLSI、ULSI相繼出現，硅單芯片集成度不斷提高，對集成電路封裝要求更加嚴格，I/O引腳數急劇增加，功耗也隨之增大。BGA封裝是一種電子元件封裝技術，它是指將電子元件封裝在一個多層、由金屬和陶瓷組成的球形結構中，以提供更好的熱傳導性能和更小的封裝尺寸。BGA封裝可以提供更多的連接點，比普通的插件封裝多出幾倍，因此可以提供更高的信號完整性和更低的電阻。BGA封裝還可以提供更高的功率密度，以及更低的電磁干擾（EMI）。
5、QFN封裝類型
QFN是一種無引線四方扁平封裝，是具有外設終端墊以及一個用于機械和熱量完整性暴露的芯片墊的無鉛封裝。在芯片底部大多數會設計一塊較大的地平面，對于功率型IC，該平面會很好的解決散熱問題，通過PCB的銅皮設計，可以將熱量更快的傳導出去，該封裝可為正方形或長方形。封裝四側配置有電極觸點，由于無引腳，貼裝占有面積比QFP 小，高度比QFP 低，為目前比較流行的封裝類型。
6、SO類型封裝
SO類型封裝有很多種類，可以分為：SOP(小外形封裝)、TOSP（薄小外形封裝）、SSOP (縮小型SOP)、VSOP（甚小外形封裝）、SOIC（小外形集成電路封裝）等類似于QFP形式的封裝，只有兩邊有管腳的芯片封裝形式，該類型的封裝是表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝兩側引出呈“ L” 字形。該類型封裝的典型特點就是在封裝芯片的周圍做出很多引腳，封裝操作方便、可靠性比較高、焊接也比較方便，如常見的SOP-8等封裝在各種類型的芯片中被大量使用。
全球巨頭投身先進封裝
近年來，行業(yè)龍頭在先進封裝上投入了切切實實的真金白銀，先進封裝的熱度不斷攀升。
2022年3月，英特爾、臺積電、三星和日月光等十大巨頭宣布成立通用芯片互連標準——UCIe，將Chiplet（芯粒、小芯片）技術標準化。這一標準同樣提供了“先進封裝”級的規(guī)范，涵蓋了EMIB和InFO等所有基于高密度硅橋的技術。
2022年3月，蘋果發(fā)布了M1 Ultra芯片，有業(yè)內人士認為，該芯片采用了臺積電的CoWoS-S（chip-on-wafer-on substrate with silicon interposer）封裝工藝。
2022年12月，三星電子成立了先進封裝（AVP）部門，負責封裝技術和產品開發(fā)，目標是用先進的封裝技術超越半導體的極限。而根據韓媒BusinessKorea報導，“三星AVP業(yè)務副總裁暨團隊負責人Kang Moon-soo指出，三星將藉由AVP業(yè)務團隊，創(chuàng)造現在世界上不存在的產品。”
報導指出，“最先進的封裝技術可藉由水平和垂直的方式，連接多個異質整合技術的半導體，使更多的電晶體能夠整合到更小的半導體封裝中，這方式提供了超越原有性能的強大功能。”
Kang Moon-soo強調，“三星將專注于開發(fā)基于再分布層（RDL）、硅中介層/橋和硅通孔（TSV）堆疊技術的下一代2.5D和3D先進封裝解決方案。”
3月9日消息，據韓國媒體BusinessKorea報導，三星為發(fā)展先進封裝技術，已挖來臺積電前研發(fā)副處長林俊成，擔任半導體部門先進封裝事業(yè)副總裁。
在當前的國際地緣及行業(yè)發(fā)展環(huán)境下，中國企業(yè)研發(fā)尖端芯片以及高性能服務器等設備的空間正變得日益逼仄。從去年10月份起，美國對中國的芯片產業(yè)進行了新一輪的全面打壓。按照當時禁令，其對18納米以下DRAM內存的生產設備、128層以上NAND閃存生產設備，以及14納米以下邏輯芯片的生產設備全部禁售。
顯然，美國欲借此阻礙中國科技發(fā)展，延續(xù)卡脖子。在此背景下，國內芯片企業(yè)生存情況不容樂觀。根據統(tǒng)計信息，2022年國內注銷、吊銷的芯片相關企業(yè)數量高達5746家，比2021年數量增長了68%。
到了今年，情況進一步惡化。2月28日，美國商務部發(fā)布一系列文件，啟動《芯片與科學法案》有關390億美元芯片補貼的申請程序，意味著主要為了限制中國芯片產業(yè)發(fā)展的“芯片禁令”開始實施。
中國工程院院士、中國科學院計算技術研究所研究員倪光南曾公開表示：“我們要放棄幻想，核心技術是要不來、買不來，討不來的”。只有我們自主研發(fā)，掌握核心技術，才能不受制于人，實現國產芯片崛起的夢想。其中，先進封裝是國內半導體產業(yè)突破封鎖的重要方式，因為芯片封裝技術是提升芯片性能的好幫手，可以真正做到“1+1>2”的效果。
行業(yè)前景
1.以5G手機為代表的5G技術正打開全新封裝市場藍海
據Yole數據，2020年全球5G智能手機封測市場規(guī)模達5.1億美元，預計2026年全球5G智能手機封測市場規(guī)模將達到26億美元，21-26年CAGR將達31%。除5G智能手機的應用場景外，5G技術在物聯(lián)網、智能駕駛等應用場景中也大有可為。以智能手機為代表的5G技術將成為封裝市場尤其是先進封裝市場最主要的助推器，在中國大陸5G手機滲透、5G技術應用推廣領先全球的時代背景下，中國大陸封測廠商將迎來機遇。
2.汽車電子封裝蓄勢待發(fā)，增量市場規(guī)模較大
由于智能汽車需要實現自動駕駛、智能網聯(lián)等功能，其需要的電子元件數目大幅增加，車載芯片封裝需求預計也將大幅提升。隨著先進封裝工藝的不斷成熟，其集成化、高算力等優(yōu)勢使得先進封裝仍為車載芯片封裝未來趨勢。據Yole數據，汽車電子封裝市場將從2018年的51.14億美元增長至2024年的89.88億美元，19-24年CAGR將達10%，其中先進封裝占比將從2018年的3%提升至2024年的6%。在國內智能汽車滲透率持續(xù)提升的背景下，汽車電子將成為封裝行業(yè)的重要助推劑。
3.智能可穿戴設備及HPC放量在即，助力先進封裝市場規(guī)模增長
據IDC，全球服裝類智能可穿戴設備出貨量預計從2018年的280萬臺增長至2022年的910萬臺，由于智能可穿戴設備對微型化、集成化的需求強烈，多采用系統(tǒng)級封裝（SiP），故智能可穿戴設備的放量將助推先進封裝市場的發(fā)展。
據Gartner，全球公有云服務市場規(guī)模將從2019年的2427億美元增至2022年的3640億美元，公有云服務帶動的HPC需求放量也將進一步驅動3D堆疊、倒裝封裝等先進封裝市場的發(fā)展。
