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隨著人工智能（AI）、高性能計(jì)算（HPC）、5G、自動(dòng)駕駛等技術(shù)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體行業(yè)迎來(lái)了前所未有的變革。這一波科技浪潮中，封裝技術(shù)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“幕后英雄”，正默默推動(dòng)著電子產(chǎn)品向著更強(qiáng)性能、更小體積、更低功耗的方向發(fā)展。尤其是2.5D/3D封裝、Chiplet、FOWLP等先進(jìn)封裝技術(shù)，正在成為行業(yè)的新焦點(diǎn)，同時(shí)長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、甬矽電子、盛合精微等封裝企業(yè)紛紛在不同領(lǐng)域展開布局，爭(zhēng)奪市場(chǎng)制高點(diǎn)。
先進(jìn)封裝哪些技術(shù)重點(diǎn)，正在悄然改變游戲規(guī)則？
封裝技術(shù)看似不起眼，但卻是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“幕后英雄”。從最初的簡(jiǎn)單封裝，到如今的復(fù)雜多維集成，封裝技術(shù)的演進(jìn)幾乎緊跟著半導(dǎo)體技術(shù)的腳步，推動(dòng)著電子產(chǎn)品向著更強(qiáng)的性能、更小的體積、更低的功耗不斷邁進(jìn)。
封裝技術(shù)的演變過(guò)程是DIP（雙列直插封裝）>QFP（方形扁平封裝）>BGA（球柵陣列）>POP（堆疊封裝）/SiP（系統(tǒng)級(jí)封裝）>WLP（晶圓級(jí)封裝）。隨著集成電路的不斷微縮，傳統(tǒng)封裝方式的性能瓶頸逐漸暴露，主要表現(xiàn)在信號(hào)傳輸速度、散熱能力和功耗管理等方面。于是，“三維封裝”和“系統(tǒng)級(jí)封裝”（SiP）開始走向前臺(tái)，通過(guò)將多個(gè)芯片堆疊、疊加功能模塊，提升了集成度，并解決了空間受限的問(wèn)題。從發(fā)展歷史上看，半導(dǎo)體封裝技術(shù)從有線連接到無(wú)線連接，芯片級(jí)封裝到晶圓級(jí)封裝，二維封裝到三維（3D）封裝，具體可以將封裝技術(shù)分為引線鍵合、 倒裝、晶圓級(jí)封裝、2.5D封裝和3D封裝。
近年來(lái)，先進(jìn)封裝的技術(shù)逐步進(jìn)入了“異構(gòu)集成”階段，業(yè)界將不同功能、不同技術(shù)要求的芯片，通過(guò)精確的工藝結(jié)合在一起，形成一個(gè)高效且功能強(qiáng)大的整體，這一趨勢(shì)的推動(dòng)者正是2.5D/3D封裝、Chiplet技術(shù)和FOWLP，解決了芯片性能、功耗和集成度等多方面的問(wèn)題。
1、2.5D/3D封裝：堆疊不止是空間上的堆砌
2.5D和3D封裝是目前最熱的技術(shù)之一。傳統(tǒng)的2D封裝只能將一個(gè)芯片平鋪在基板上，而2.5D和3D封裝通過(guò)在垂直方向上對(duì)芯片進(jìn)行堆疊，大大提高了芯片的集成度和運(yùn)算性能。
2.5D封裝中，芯片通過(guò)硅中介層（interposer）連接，這種方式使得不同芯片之間能夠更高效地交換數(shù)據(jù)，極大地提高了帶寬。2.5D封裝常用于數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算、圖形處理單元（GPU）等領(lǐng)域。據(jù)悉，AMD的Fiji GPU、以及Intel的Ponte Vecchio GPU等使用了2.5D封裝。
而3D封裝則通過(guò)將多個(gè)芯片垂直堆疊在一起，實(shí)現(xiàn)更高的集成度。這些芯片通過(guò)微凸點(diǎn)、硅通孔（TSV，Through-Silicon Via）等技術(shù)連接在一起。通過(guò)堆疊多個(gè)功能模塊，3D封裝能夠極大地提高芯片的性能和集成度。例如，Intel的True 3D封裝技術(shù)，Micron的HBM（High Bandwidth Memory）等使用的是3D封裝。
2、Chiplet：異構(gòu)集成的未來(lái)
Chiplet（芯片模塊化）技術(shù)是近年來(lái)封裝技術(shù)的另一個(gè)重要突破。通過(guò)將不同的芯片模塊（Chiplets）組合在一起，形成一個(gè)更強(qiáng)大、更靈活的系統(tǒng)，提升了芯片的性能，減少了單個(gè)芯片的研發(fā)難度和成本。其特點(diǎn)之一是，通過(guò)高速接口（如CXL、PCIe、Infinity Fabric等）連接不同的Chiplet，提供高帶寬和低延遲的通信。據(jù)了解，AMD的Chiplet架構(gòu)在其Ryzen處理器和EPYC處理器中廣泛應(yīng)用；Intel的Foveros和EMIB技術(shù)也涉及到Chiplet架構(gòu)。
業(yè)界稱，Chiplet技術(shù)讓不同制程、不同功能的芯片可以被靈活組合，實(shí)現(xiàn)“量體裁衣”，適用于高性能計(jì)算、AI和5G基站等領(lǐng)域，可以根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇不同的功能模塊，極大地提高了系統(tǒng)的靈活性和性能。
3、FOWLP：極致的小型化
FOWLP（Fan-out Wafer Level Packaging）技術(shù)是一種在晶圓級(jí)別進(jìn)行封裝的先進(jìn)技術(shù)，能夠使封裝產(chǎn)品的尺寸更小，性能更強(qiáng)，其名字中的“Fan-Out”指的是從芯片中心到外圍的互連。相比傳統(tǒng)的BGA封裝，F(xiàn)OWLP能將芯片和基板集成在一起，并通過(guò)先進(jìn)的封裝工藝在封裝層面實(shí)現(xiàn)更多功能，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備、智能穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。例如，臺(tái)積電的CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）和Fan-Out技術(shù)。
FOWLP技術(shù)可以提高封裝的密度，降低成本，并且提供更好的散熱性能，常用于移動(dòng)設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品以及需要較低功耗和高效散熱的應(yīng)用。
從區(qū)別上看，2.5D封裝和3D封裝主要通過(guò)不同方式實(shí)現(xiàn)芯片之間的高效互連，前者通過(guò)中介層水平連接，后者通過(guò)垂直堆疊和硅通孔實(shí)現(xiàn)；Chiplet架構(gòu)是將復(fù)雜系統(tǒng)分解為多個(gè)模塊化的小芯片單元，通過(guò)高速互連技術(shù)組合成一個(gè)整體；FOWLP則是通過(guò)在晶圓級(jí)別進(jìn)行封裝，使得芯片的連接更加緊湊，適用于低功耗、高集成的應(yīng)用。
未來(lái)，智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、5G基站、數(shù)據(jù)中心等產(chǎn)品對(duì)高性能封裝的需求不斷增加，推動(dòng)了封裝技術(shù)向著更小型化、高集成、高速傳輸?shù)姆较虬l(fā)展。從2.5D/3D封裝到Chiplet技術(shù)，再到FOWLP，封裝技術(shù)的進(jìn)步讓芯片性能得以不斷提升，滿足了不同領(lǐng)域不同產(chǎn)品對(duì)更高效、更智能、更緊湊設(shè)備的需求。
熱潮涌動(dòng)，先進(jìn)封裝企業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)
AI熱潮驅(qū)動(dòng)HBM、先進(jìn)封裝等領(lǐng)域增長(zhǎng)。其中，先進(jìn)封裝引發(fā)一場(chǎng)又一場(chǎng)對(duì)決。臺(tái)積電、三星、英特爾等半導(dǎo)體巨頭在先進(jìn)封裝領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，保持領(lǐng)先地位，而長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電等也紛紛加碼，展開各自的市場(chǎng)布局，欲在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。
△全球半導(dǎo)體觀察根據(jù)公開信息制表
從表格中來(lái)看，長(zhǎng)電科技、華天科技和通富微電都在封裝技術(shù)領(lǐng)域有大量投入。長(zhǎng)電科技側(cè)重于汽車電子封裝和先進(jìn)封裝技術(shù)專利申請(qǐng)；華天科技除了在多地進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)外，還在不同城市申請(qǐng)多種類型的封裝技術(shù)專利；通富微電則重點(diǎn)在南通地區(qū)推進(jìn)存儲(chǔ)和先進(jìn)封裝項(xiàng)目。可以看出，這三大廠在封裝技術(shù)上都十分重視，且各有側(cè)重方向，長(zhǎng)電科技偏向汽車電子應(yīng)用，華天科技追求技術(shù)類型多樣化，通富微電注重區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。
長(zhǎng)電科技：長(zhǎng)電科技在2024年繼續(xù)加大在汽車芯片、存儲(chǔ)及高性能計(jì)算領(lǐng)域的投入，尤其在汽車芯片封裝方面，投建了專門的智能制造工廠，計(jì)劃覆蓋汽車ADAS傳感器、互聯(lián)、電驅(qū)等多個(gè)汽車應(yīng)用領(lǐng)域。這表明公司正在大力布局未來(lái)的汽車電子產(chǎn)業(yè)。此外，長(zhǎng)電科技還通過(guò)收購(gòu)晟碟半導(dǎo)體，增強(qiáng)在存儲(chǔ)及運(yùn)算電子領(lǐng)域的市場(chǎng)份額，鞏固其在存儲(chǔ)封測(cè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。此外，長(zhǎng)電科技在專利創(chuàng)新上也保持強(qiáng)勢(shì)，提出了多項(xiàng)增強(qiáng)封裝性能、提高電磁屏蔽的封裝結(jié)構(gòu)專利，進(jìn)一步提升封裝技術(shù)的穩(wěn)定性和性能。
華天科技：在多領(lǐng)域的布局尤為顯著，特別是在集成電路封裝和測(cè)試技術(shù)上，多個(gè)項(xiàng)目相繼開工。華天在南京、上海、昆山等地的投資，加速了其在存儲(chǔ)、射頻、算力和AI領(lǐng)域的產(chǎn)能布局，涉及板級(jí)封裝、三維堆疊封裝和混合封裝等技術(shù)。
通富微電：通富微電則注重在存儲(chǔ)器和高端處理器封裝領(lǐng)域的布局。2024年，通富微電在南通地區(qū)推進(jìn)了多個(gè)先進(jìn)封裝項(xiàng)目，重點(diǎn)投資多層堆疊、倒裝芯片封裝等技術(shù)，提升了國(guó)產(chǎn)化能力，同時(shí)擴(kuò)展了在高性能計(jì)算領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。
甬矽電子：其研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)在于多維異構(gòu)先進(jìn)封裝技術(shù)。甬矽電子則專注于多維異構(gòu)封裝技術(shù)的研發(fā)，推出了一系列具有前瞻性的封裝結(jié)構(gòu)專利，提升了堆疊芯片的性能和穩(wěn)定性。值得一提的是，12月11月，甬矽電子發(fā)布公告，對(duì)募集資金金額等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了更新。根據(jù)修訂稿，甬矽電子將“補(bǔ)充流動(dòng)資金及償還銀行借款”擬使用募集資金金額由3億元調(diào)整為2.65億元。調(diào)整后，公司的募集資金總額為11.65億元，其中9億元將全部用于多維異構(gòu)先進(jìn)封裝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，2.65億元用于補(bǔ)充流動(dòng)資金及償還銀行借款。
盛合精微：今年來(lái)，該公司持續(xù)專注于三維多芯片集成封裝技術(shù)，并在江陰投入巨資建設(shè)三維封裝及高密度互聯(lián)封裝生產(chǎn)基地。該項(xiàng)目的建設(shè)為公司帶來(lái)了先進(jìn)的三維封裝技術(shù)，還增強(qiáng)其在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。盛合精微也在技術(shù)研發(fā)上加大投入，申請(qǐng)了3D垂直互連封裝結(jié)構(gòu)專利，推動(dòng)三維多芯片集成封裝向更高密度、更高性能的方向發(fā)展。
上述華天科技的上海華天集成電路一期項(xiàng)目竣工投產(chǎn)；通富微電在南通有多個(gè)項(xiàng)目落地，如Memory二期項(xiàng)目和先進(jìn)封裝項(xiàng)目；長(zhǎng)電科技的汽車電子先進(jìn)封裝項(xiàng)目在籌備...種種動(dòng)態(tài)表明企業(yè)在項(xiàng)目建設(shè)上依據(jù)自身優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)需求選擇不同的方向，華天科技立足已有的集成電路基礎(chǔ)進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張，通富微電在新興的存儲(chǔ)和先進(jìn)封裝領(lǐng)域積極布局，長(zhǎng)電科技瞄準(zhǔn)汽車電子這一細(xì)分市場(chǎng)，顯示出在汽車電子、車規(guī)級(jí)芯片封裝及高端存儲(chǔ)封裝方面的雄心。
整體來(lái)說(shuō)，從企業(yè)布局到技術(shù)突破，先進(jìn)封裝技術(shù)正在改變整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的格局。無(wú)論是針對(duì)汽車電子、AI、5G，還是高性能計(jì)算，2.5D/3D封裝、Chiplet技術(shù)、FOWLP等新興技術(shù)的出現(xiàn)，都是為了滿足更高性能、更低功耗、更小體積的需求。值得注意的是，行業(yè)正向更高性能、更高集成度和更復(fù)雜結(jié)構(gòu)發(fā)展，尤其是車規(guī)級(jí)芯片封裝、高端存儲(chǔ)、AI芯片封裝和三維集成封裝等領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)正在加劇，上述相關(guān)企業(yè)的布局體現(xiàn)了市場(chǎng)需求變化，預(yù)示著整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的加速。
