《先进封装产业现状-2018版》
2018-12-19
在摩尔定律放缓的时代,先进封装已经成为半导体产业未来发展的救星之一。
先进封装对于推动半导体创新至关重要
据麦姆斯咨询介绍,半导体行业正处于大转型期,并进入了一个颠覆性发展阶段,移动应用、大数据、人工智能(AI)、5G、高性能计算(HPC)、物联网(IoT)(包括工业物联网)、智能汽车、工业4.0和数据中心等新兴的大趋势驱动应用,将显著影响半导体产业的发展,并为整个供应链带来巨大机遇。
电子产业大趋势:2021年市场规模预测
支持这些新兴大趋势的电子硬件需要高计算能力、高速度、更多带宽、低延迟、低功耗、更多功能、更多内存、系统级集成、各种传感器,以及最重要的低成本。这些新兴趋势将为各种封装平台创造商机,先进封装技术是满足各种性能要求和复杂异构集成需求的理想选择。因此,先进封装将占据半导体产业装配业务的较大比例。
新应用所生成的大数据处理,至关重要,因此提高数据处理性能,仍将是半导体产业的驱动因素之一。半导体技术的节点扩展仍将继续,但每个新技术节点的诞生,已不能再带来像过去那样的成本/性能优势。先进的半导体封装可以通过增加功能和保持/提高性能,来提高半导体产品的价值,同时降低成本。各种多芯片封装(系统级封装)解决方案正在开发,用于高端和低端,以及消费类、性能和特定应用。鉴于单个客户所需的定制化程度越来越高,这给封装供应商带来了巨大的压力。
先进封装发展路线图
从2017年到2023年,整个半导体封装市场的营收将以5.2%的复合年增长率(CAGR)增长,而先进封装市场将以7%的复合年增长率增长,市场规模到2023年将增长至390亿美元。另一方面,传统封装市场的复合年增长率则低于3.3%。在各种不同的先进封装平台中,3D硅通孔(TSV)和扇出型(Fan-out)封装,将分别以29%和15%的速度增长。而占据先进封装市场主要市场份额的倒装芯片(Flip-chip)封装,将以约7%的复合年增长率增长。与此同时,扇入型晶圆级封装(Fan-in WLP)主要受到移动市场驱动,也将以7%的复合年增长率增长。先进封装技术将继续在解决计算和电信领域的高端逻辑和存储器方面发挥重要作用,并在高端消费/移动领域进一步渗透模拟和射频应用。所有这些先进封装平台,都在关注着不断增长的汽车和工业领域所带来的新机遇。
本报告探讨了整个先进封装领域,年度概览了该领域最新的市场和技术发展状况。本报告首先总结了先进封装技术发展的驱动因素,以及最新的市场动态,然后分析了封装技术的演变,总结提供了短期和长期的发展路线图。
本报告还提供广泛的供应链分析,包括各个厂商的定位和策略,以及它们的生产状况(营收、晶圆数量)。本报告还包括了对25家全球顶级外包半导体封测(OSAT)厂商的全面财务分析。最后还提供了每种封装平台的营收、晶圆和出货量预测,以及对2017~2023年期间未来生产和发展的分析。
2017~2023年期间按封装平台细分的先进封装营收预测
先进封装需要持续的技术创新,包括设备和材料
为了满足下一代硬件的性能要求,先进封装必须推动工艺、材料和设备的创新。事实上,先进封装加速了基板制造、封装组装和测试工程中的突破性技术需求。为了推动先进封装的整体增长,需要投资下一代制造机台的开发,例如热压键合(TCB)、面板级封装机台和基板UV激光通孔等。
先进基板技术趋势
至于材料,需要开发新的介电材料、模塑化合物、底部填充、焊接互连以及热界面材料(TIM),以满足下一代硬件所要求的严苛性能和可靠性要求。此外,对封装特征扩展的突破需求,为从主要供应商到半导体封装产业带来了紧迫感。
本报告涵盖了先进封装技术的发展趋势和挑战,并包括了各种封装平台的详细发展路线图。本报告还详细介绍了L/S低至5/5 μm的先进倒装芯片和晶圆级封装(WLP)技术之间的竞争,以及L/S低于5/5 μm的WLP与2.5D/3D封装技术之间的竞争。本报告还提供了直至2030年的长期前景预测。
另外,本报告还提出了一些关键的封装市场动态,例如:更长的前端扩展周期的影响;L/S10/10μm以下扩展路线图中的竞争平台和技术(封装基板 vs. WLP;WLP vs. 2.5/3D);从引线键合到FC封装的过度;以及面板级封装。
Flip-chip和扇出型封装展望-2030年
半导体供应链各个层级都在转变
为了扩展业务,探索新领域,并防范未来的不确定性,半导体供应链各个层级的厂商都在拓展不同的商业模式。一些集成设备制造商(IDM)正在涉足代工业务,以利用其前端的专业技术,并通过利用其过剩的产能创造额外的营收。与此同时,原始设备制造商(OEM)和软件/服务公司正在设计自己的芯片,并控制相关的设备和材料供应链。
在押宝人工智能等大趋势时,一些OSAT厂商正在拓展“轻晶圆厂”(fablite)商业模式。而过去纯粹的代工厂则正在染指先进封装业务,为其客户提供一站式解决方案。其他OSAT厂商正致力于开发先进的晶圆级和3D IC封装能力,以支持扩展和密度要求。与此同时,也有一些OSAT厂商正在扩展其测试专业技术,而传统的纯测试厂商则正在投资组装/封装能力。
另一方面,基板制造商正在利用面板级扇出封装和有机层压板嵌入式芯片进入先进封装领域。电子制造服务(EMS)公司正在开发组装/封装能力,拓展OSAT业务。封装市场整体上包括几种不同类型的厂商:技术成熟且先进的大规模厂商;体量较小但具有特定先进技术的厂商;以及众多成熟技术供应商。
本报告对供应链的变化及其影响,以及按先进封装平台划分的超过25家主要封装供应商的生产动态进行了总结和分析。
通过对OSAT厂商的深入财务分析,揭示新增长厂商
深入研究OSAT厂商的财务表现,可以在技术发展、供应链转变,以及各个厂商在这个不断变化的环境中如何取得整体成功之间建立联系。本报告调研了排名前25位OSAT厂商的营收、研发投资、资本支出、毛利润/净利润和净收入。在这25强中,台湾OSAT厂商的营收占据了市场总营收的一半以上,其次是中国、美国和韩国。除了OSE和Formosa Advanced Technologies,每家OSAT在2016年和2017年都呈现出了逐年增长的态势。
八家大型OSAT厂商正脱颖而出。随着这些公司继续对资本支出和研发进行大量投资,其余公司必须迎头赶上,以免被收购或挤垮。三家中国OSAT厂商现已跻身八大OSAT之列。UTAC跌至第8位,取而代之的是天水华天和南通富士通。长电科技(JCET)、天水华天、南通富士通和京元电子持续增长。ChipMOS的营收在经历了三年的下滑之后再次上扬,而STS在经历四年的负增长后,正在攀升。本报告深入地探究了排名前25家OSAT厂商在2013~2017年期间的财务发展情况。
25家顶级OSAT厂商2015~2017年期间的年增长情况