SEMICON China 2019已經落下帷幕，期間來自海內外的IC設計、製造、封測、設備、材料等產業鏈供應者齊聚上海共襄盛會，TrendForce集邦諮詢將從IC封裝技術及封測設備分析中國IC封測產業發展動態。
晶圓級先進封裝技術是各大封測廠商技術必爭目標
今年SEMICON上海展N5館中國大陸三大封測廠及晶方科技皆有參展，各大封測廠的展示重點主要是顯現企業自身所具備的封裝技術的多樣性及完整性，尤其凸顯晶圓級封裝技術及SiP技術，具備晶圓級先進封裝量產能力成為專業IC封測代工業者(OSAT)的技術競爭目標，而具備SiP封裝技術則體現對潛在客戶的客製化能力。
從技術特點上來看，晶圓級封裝技術可分為FIWLP（Fan-In WLP扇入型晶圓級封裝）、FOWLP（Fan-Out WLP扇出型晶圓級封裝)兩種，相對於FI，FO可不受芯片面積的限制，將I/O bumping通過RDL層擴展至IC芯片周邊，在滿足I/O數增大的前提下又不至於使Ball pitch過於縮小。
圖表1 FIWLP與FOWLP示意圖
目前晶圓級封裝約佔整個先進封裝（主要包括Flip Chip、Embedded Die in Substrate、FIWLP、FOWLP、2.5D/3D）20%的份額，扇入型封裝器件主要為WiFi/BT集成組件、收發器、PMIC和DC/DC轉換器，全球主要參與者日月光、矽品、長電科技、德州儀器、安靠、臺積電約佔全球FIWLP 60%的份額。而扇出型封裝可分為低密度扇出型封裝（小於500個I/O、超過8um的線寬線距）及高密度扇出型封裝，其中低密度扇出型封裝主要用於基頻處理器、電源管理芯片、射頻收發器，高密度扇出型封裝主要用於AP、存儲器等具備大量I/O接腳的芯片。相對而言，扇出型晶圓級封裝的參與者較少，長電科技、臺積電、安靠、日月光約佔全球85%的份額。
值得一提的是，扇出型封裝新進玩家華天科技繼推出自有IP特色的eSiFO技術後，於今年的SEMICON China新技術發佈會上推出了eSinC（埋入集成系統級芯片，Embedded System in Chip）技術。eSinC技術同樣採用在硅基板上刻蝕形成凹槽，將不同芯片或元器件放入凹槽中，通過高密度RDL將芯片互連，形成扇出的I/O後製作via last TSV實現垂直互連。eSinC可以將不同功能、不同種類和不同尺寸的器件實現3D方向高密度集成。
圖表2 華天科技eSinC示意圖
資料來源：華天科技，集邦諮詢，2019.04
隨著未來電子產品高性能、小尺寸、高可靠性、超低功耗的要求越來越高，晶圓級封裝憑藉固有的、無可比擬的最小封裝尺寸和低成本（無需載板）相結合的優勢，將驅使晶圓級封裝技術應用到更多的新興的細分市場，比如5G毫米波器件、MEMS、ADAS汽車應用等領域。
關於未來晶圓級封裝發展，TrendForce集邦諮詢認為：
1）具有前道工藝的代工廠在先進封裝技術研發方面具有技術、人才和資源優勢，因此在高密度扇出型集成（尤其在3D集成）方面將來還是以Foundry廠主導，臺積電將是主要的引領者；
2）在扇入型及低密度扇出型方面主要以OSAT、IDM為主，而且隨著時間的推移，進入的OSAT廠將越來越多，各企業將展開差異化競爭；
3）為了進一步降低封裝成本，不少廠商在做panel-based研發，預計兩年後的SEMICON China將出現panel-based技術的發佈。
先進封裝有望帶動國產設備進一步提高國產率
本次SEMICON China有關封裝設備的展覽中，傳統封裝設備以國際大廠設備為主，而在先進封裝領域則中國廠商展覽數目較多，包括北方華創、上海微電子、中微半導體、盛美半導體等，其中北方華創可為Flip Chip Bumping、FI、FO等封裝技術提供UBM/RDL PVD以及為2.5D/3D封裝提供高深寬比TSV刻蝕、TSV PVD工藝設備；上海微電子展示用於先進封裝的500系列步進投影光刻機；盛美半導體則發佈了先進封裝拋銅設備和先進封裝電鍍銅設備。
先進封裝生產過程中將用到光刻機、蝕刻機、濺射設備等前道設備，但是相對於前道製造設備，先進封裝所用設備的精度、分辨率等要求相對較低，以光刻機為例，上海微電子用於先進封裝所用步進光刻機分辨率約為其用於前段製造光刻機分辨率的十分之一。
根據集邦諮詢統計，2018年中國先進封裝銷售額為179.2億元，約佔2018年中國封測總銷售額的8.9%，遠低於全球先進封裝比例30%，未來中國先進封裝的成長空間巨大，中國設備廠商在不斷研發前段設備的同時，切入精度、分辨率較低的後段設備，是帶動國產設備進一步提升國產率的一大機遇。
圖表3 扇出型晶圓級封裝所用設備及主要廠商
國產測試機設備廠暫難以在AI、5G新興產業相關主題中分一杯羹
在本次展會上，國際測試機龍頭企業愛德萬（Advantest）、泰瑞達（Teradyne）推出在AI、5G等新興產業中先進的測試解決方案，其中愛德萬V93000可擴充式平臺，具備每腳位1.6Gbps快速的資料傳輸速率、主動式溫度控制（ATC）等功能，採用最新IC測試解決方案和服務來支持AI技術；而Teradyne重點推出的適用於AI及5G測試機US60G可達60Gbps串行接口測試。
目前全球集成電路FT測試機主要掌握在美日廠商手中，美國泰瑞達、科休和日本愛德萬約佔全球FT測試設備80%市場份額。中國本土企業如長川科技、北京華峰測控雖通過多年的研究和積累，在模擬/數模測試和分立器件測試領域已經開始實現進口替代，但在SoC和存儲等對測試要求較高的領域尚未形成成熟的產品和市場突破，基本只用於中國本土封測廠中低端測試領域。
如今在AI、5G等新興產業下，芯片集成度更高、測試機模塊更多，國際寡頭憑藉技術優勢、人才優勢、市場優勢，大有強者恆強的趨勢。同時由於在SoC芯片測試領域涉及到算法、硬件設計、結構設計等多個領域技術的綜合運用，在單一平臺上實現多功能的全面綜合測試且有效控制測試時間，存在非常高的技術壁壘，本土企業起步較晚，需要通過自主創新進行整體系統研發，在高端測試領域實現國產化道路遠阻。
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