SiP封装成超越摩尔定律的要塞,日月光/安靠/长电科技谁将赢取IC封装的未来

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进入2017年,摩尔定律的脚步愈加沉重,“摩尔定律已死”的言论笼罩着整个半导体行业,超越摩尔定律发展的想法在半导体从业人员的脑海里更清晰了。在这样的大环境下,SiP封装技术重新走到了聚光灯下。从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律),转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律),SiP是实现的重要路径。

根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义:SiP为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他元器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。

从架构上来讲,SiP与SoC(片上系统)相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式,而SoC则是高度集成的芯片产品。

SoC与SiP是极为相似,两者均将一个包含逻辑组件、内存组件,甚至包含被动组件的系统,整合在一个单位中。SoC是从设计的角度出发,是将系统所需的组件高度集成到一块芯片上。SiP是从封装的立场出发,对不同芯片进行并排或叠加的封装方式,将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件。

SiP的一大优点在于它可以将更多的功能压缩至外型尺寸越来越小的芯片上,适合例如在穿戴式装置和医疗植入装置方面的应用。因此,尽管该封装中的单个芯片中集成在单个die上的功能较少,但从封装整体而言,则在更小的覆盖区中纳入了更多功能。事实上,这是一个存在单一封装体中的完整电子系统,载着当中IC以平坦排列、垂直堆栈或是两者兼具的方式排布。

在市场方面,SiP的应用一开始锁定在高端网络领域,其中网络吞吐量throughput至关重要,但价格不是关键因素,以及一些消费电子和移动市场,何者的初始开发成本可以在大量需求和系统的整体价格部份摊销。

当前的主要应用则包括将处理器、内存、逻辑单元和传感器集成在一个模块中,为某些客户提供一站式的解决方案。但是,随着成本的降低,这些产品预计对需要快速推出新产品的物联网设备装置开发商尤其有用。

由于其能在更小的成品尺寸上改善电池寿命,SiP也逐渐渗透进汽车、工业和医疗电子领域。在如人工智能和神经引擎等有高性能需求的应用中,SiP也是合适的解决方案。Chang说:“SiP可以适用于广泛多样的产业领域。”这项技术也适合无人驾驶车辆、扩增实境、5G无线通信等。

观察2017年全球封测产业,随着全球产业整合及竞争加剧,中国大陆企业可选择的并购目标大幅减少,使得2017年中国大陆资本进行海外并购难度增加。

因此,中国大陆IC封测业者将发展焦点从藉由海外并购取得高端封装技术及市占率,转而着力在开发Fan-Out及SiP等先进封装技术,并积极通过客户认证向市场宣示自身技术来维持竞争力。

中国大陆封测厂商在高端封装技术(FlipChip、Bumping等)及先进封装(Fan-In、Fan-Out、2.5DIC、SiP等)的产能持续开出,以及因企业并购带来的营收认列带动下,包含长电科技、天水华天、通富微电等厂商2017年的年营收多维持双位数成长表现,表现优于全球IC封测产业水平。

接下来,与将对IC封测产业十大代表企业一一进行介绍。

日月光

日月光总部位于台湾,成立于1984年,是全球最大的独立半导体制造组装与测试服务公司。主营业务有半导体封装测试、芯片前段测试、晶圆针测和后段封装、材料、成品测试等。根据公司7月28日公布的财报显示,2017财年第二财季公司的营业收入为660.26亿新台币,同比上涨5.47%;净利润为78.47亿台湾元,同比增长67.71%。

日月光集团2017年第三季封测收入为418.54亿新台币,较上季390.48亿新台币成长7%。其中封装收入338.97亿新台币,测试收入68.89亿新台币。

汽车、消费电子业务占41%,电脑占10%,通讯占49%。

公司预估第四季将和第三季相当。

对封测大厂日月光来说,台积电由晶圆代工跨足晶圆级封装市场,虽然未来仍有合作机会,但日月光已决定以系统级封装(SiP)技术,由后段封测跨向前段晶圆级封装,可望拿下超微、高通、联发科等大厂订单。

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