據(jù)悉，臺積電董事會近期通過了建設(shè)竹南先進(jìn)封測廠的決定，選址為苗栗縣竹南科學(xué)園區(qū)。該封測廠預(yù)計(jì)總投資額約合人民幣716.2億元，計(jì)劃明年年中第一期產(chǎn)區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)。除了臺積電，中芯國際也與長電科技聯(lián)合設(shè)廠，布局晶圓級封裝。臺積電布局先進(jìn)封裝有何動(dòng)機(jī)？晶圓大廠持續(xù)加碼封裝業(yè)，將對產(chǎn)業(yè)鏈上下游的競合關(guān)系帶來哪些影響？

引領(lǐng)晶圓級封裝

臺積電不僅僅是全球晶圓代工的龍頭企業(yè)，也是晶圓級封裝的引領(lǐng)者。經(jīng)歷了十年左右的布局，臺積電已經(jīng)形成了包括CoWoS（基片上晶圓封裝）、InFO（集成扇出型封裝）、SoIC（系統(tǒng)整合單晶片封裝）在內(nèi)的晶圓級系統(tǒng)整合平臺。

臺積電的封裝技術(shù)聚焦于晶圓級封裝方案，與一般意義上的封裝相比，晶圓級封裝最大的特點(diǎn)是“先封后切”。據(jù)應(yīng)用材料介紹，晶圓級封裝是在晶圓上封裝芯片，而不是先將晶圓切割成單個(gè)芯片再進(jìn)行封裝。這種方案可實(shí)現(xiàn)更大的帶寬、更高的速度、更高的可靠性以及更低的功耗。

CoWoS是臺積電推出的第一批晶圓級封裝產(chǎn)品，于2012年首次應(yīng)用于28nm的FPGA封裝。CoWoS能實(shí)現(xiàn)更密集的芯片堆疊，適用于連接密度高、封裝尺寸較大的高性能計(jì)算市場。隨著AI芯片的爆發(fā)，CoWoS成為臺積電吸引高性能計(jì)算客戶的有力武器，其衍生版本被應(yīng)用于英偉達(dá)Pascal、Volta系列，AMD Vega，英特爾Spring Crest等芯片產(chǎn)品。

而InFO封裝，是臺積電在與三星的競爭中脫穎而出并奪得蘋果大單的關(guān)鍵。InFO取消了載板使用，能滿足智能手機(jī)芯片高接腳數(shù)和輕薄化的封裝需求，后續(xù)版本則適用于更加廣泛的場景。拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，InFO-oS主要面向高性能計(jì)算領(lǐng)域，InFO-MS面向服務(wù)器及存儲，而5G通信封裝方面以InFO-AiP技術(shù)為主流。

在InFO、CoWoS的基礎(chǔ)上，臺積電繼續(xù)深耕3D封裝。在2019年6月舉辦的日本VLSI技術(shù)及電路研討會上，臺積電提出新型態(tài)SoIC封裝，以進(jìn)一步提升CPU/GPU處理器與存儲器間的整體運(yùn)算速度，預(yù)計(jì)在2021年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

臺積電之所以能開展封裝業(yè)務(wù)，甚至引領(lǐng)晶圓級封裝的發(fā)展，有兩個(gè)層面的原因。一方面，晶圓級封裝強(qiáng)調(diào)與晶圓制造的配合，而臺積電在晶圓制造有著長期的技術(shù)積累，有利于開發(fā)出符合需求的封裝技術(shù)。同時(shí)，臺積電本身的晶圓出產(chǎn)量，能支撐封裝技術(shù)的用量，提升封裝開發(fā)的投入產(chǎn)出比。另一方面，臺積電基于龍頭代工廠的地位，具有人才和資金優(yōu)勢。

“臺積電以自身的業(yè)內(nèi)地位，可以聚集全球最頂尖的封測人才，在開發(fā)財(cái)力上，也比一般的封測企業(yè)更有保證。”芯謀研究首席分析師顧文軍向記者表示。

打造一站式服務(wù)

在2017年第四季度法說會上，臺積電表示，其CoWoS用于HPC應(yīng)用，尤其是AI、數(shù)據(jù)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，主要與16nm制程進(jìn)行配套生產(chǎn);InFO技術(shù)則主要用于智能手機(jī)芯片，而HPC與智能手機(jī)正是臺積電2017年?duì)I收的兩大來源，其中智能手機(jī)業(yè)務(wù)收入占比達(dá)到50%，HPC占比達(dá)到25%。

不難看出，臺積電的封裝布局屬于晶圓代工的“配套業(yè)務(wù)”，主要目標(biāo)是形成與其他晶圓代工廠商的差異化競爭。

“封裝與晶圓制造都是芯片生產(chǎn)中不可或缺的環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)，封裝的重要性不斷提升，已成為代工廠商的核心競爭力之一。”顧文軍向《中國電子報(bào)》記者表示，“因此，臺積電通過不斷加大封裝中靠近晶圓制造的工藝技術(shù)開發(fā)，以提供更完善的一站式解決方案?！?/p>

集邦咨詢分析師王尊民向記者指出，臺積電進(jìn)軍封測領(lǐng)域的原因，主要是希望延伸自己的先進(jìn)制程技術(shù)，通過制造高階CPU、GPU、FPGA芯片，并提供相應(yīng)的封測流程，提供完整的“制造+封測”解決方案。

“雖然晶圓廠需額外支出封測等研發(fā)費(fèi)用，但此方案卻能有效吸引高階芯片設(shè)計(jì)公司下單，實(shí)現(xiàn)‘制造為主，封測為輔’的商業(yè)模式?！蓖踝鹈裾f。

同時(shí)，在后摩爾時(shí)代，制程趨近極限，封裝對于延續(xù)摩爾定律意義重大，越來越引起集成電路頭部廠商的重視。

“摩爾定律的本質(zhì)是單位面積集成更多的晶體管，隨著摩爾定律放緩，廠商需要在封裝上下功夫，通過堆疊或者其他方式在單位面積集成更多的晶體管?！盙artner研究副總裁盛陵海向記者表示。

“先進(jìn)封測是未來半導(dǎo)體行業(yè)的增長點(diǎn)，市場前景廣闊，加快推動(dòng)先進(jìn)封測布局更能贏得半導(dǎo)體市場的長期話語權(quán)?！辟惖现菐旄呒壏治鰩熗跞暨_(dá)向記者指出，“進(jìn)入先進(jìn)封測市場具有較高的資金、技術(shù)門檻，臺積電企業(yè)憑借資金技術(shù)的多年積累，可以快速搶占市場?！?/p>

封測企業(yè)高階市場被擠壓

除了臺積電，中芯國際也基于與長電科技的合作布局晶圓級封裝。2014年，中芯國際與長電科技合資設(shè)立中芯長電，聚焦中段硅片制造和測試服務(wù)以及三維系統(tǒng)集成芯片業(yè)務(wù)。2019年，中芯長電發(fā)布了超寬頻雙極化的5G毫米波天線芯片晶圓級集成封裝SmartAiP，實(shí)現(xiàn)了24GHz到43GHz超寬頻信號收發(fā)，有助于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)射頻前端模組集成封裝的能力。

“未來封測的發(fā)展方向可能不再局限于以往單獨(dú)代工環(huán)節(jié)，而是與設(shè)計(jì)、材料、設(shè)備相結(jié)合的一體化解決方案，集成電路前后道工藝融合發(fā)展趨勢日益明顯。”王若達(dá)說。

頭部廠商不斷加強(qiáng)對晶圓級封裝的布局，會不會影響晶圓與封裝的競合關(guān)系？

王若達(dá)表示，晶圓級封裝的出現(xiàn)模糊了晶圓廠和封測廠之間的界限，代工企業(yè)開始擠壓封測企業(yè)空間，并直接進(jìn)駐高端封測。

盛陵海也指出，曾經(jīng)封裝廠和代工廠之間是完全分工的，但在高端場景上，晶圓廠不得不自行開發(fā)相應(yīng)的晶圓級封裝技術(shù)，封測廠要在高端場景保持相應(yīng)的競爭力，也需要具備相應(yīng)的工藝。

臺積電等晶圓廠商在高階市場與封測廠構(gòu)成競爭，也對封測廠的技術(shù)研發(fā)能力和訂單相應(yīng)能力提出要求。

“臺積電對于高階封測的投入，將會壓縮封測代工廠的小部分高階市場。然而，于封測代工廠而言，主力市場仍在其他消費(fèi)性電子產(chǎn)品中。封測廠商除了積極發(fā)展高階封測技術(shù)以吸引客戶外，鞏固其他晶圓制造廠的訂單來源，將更為重要。”王尊民說。
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