先進封裝力助半導體業者大顯身手

作者 : Yole Développement

先進封裝市場預計將以6.6%的CAGR成長,2025年可望達到420億美元。其中,2.5D/3D堆疊IC、ED和FO是成長最快的技術平台...

全球半導體供應鏈的所有參與業者正大力推動先進封裝(Advanced Packaging;AP)業務。傳統上,這曾經是委外封測代工(OSAT)和整合元件製造商(IDM)的專有領域;如今,在半導體製造供應鏈的組裝/封裝領域正發生典範轉移。包括晶圓代工、基板/PCB供應商、EMS/ODM等不同業務模式的參與業者正積極進軍這一先進封裝市場,蠶食OSAT的市場佔有率。

先進封裝市場持續強勁成長

根據Yole Développement的最新調查報告,全球先進封裝市場在2019年至2025年之間的複合年成長率(CAGR)為6.6%,預計將帶動市場營收在此期間增加一倍以上。Yole先進封裝團隊預測,到2025年該市場營收將突破420億美元。這幾乎是傳統封裝市場預期成長率(2.2%)的3倍。

受到新冠肺炎(COVID-19)的影響,2020年先進封裝市場預期將較去年同期下滑6.8%。然而,Yole半導體、記憶體&運算事業部總監Emilie Jolivet表示,「我們仍非常樂觀地堅信這一市場將在2021年反彈,並較同期成長約14%。」

Yole Korea封裝、組裝&基板事業部總監&首席分析師Santosh Kumar解釋:「預計2.5D/3D矽穿孔(TSV) IC、嵌入式晶片(ED)和扇出型(FO)封裝市場的CAGR營收成長最快,市佔率分別為21.3%、18%和16%。從數位娛樂、遠端工作到數位業務規模的迅速擴展,由於COVID-19帶來的新用戶行為,塑造出更多數據驅動型產品,更進一步加速導入這些產品的腳步。」

例如,行動、網路和汽車領域的FO;人工智慧(AI)/機器學習(ML)、高性能運算(HPC)、資料中心、CMOS影像感測器(CIS)和3D NAND領域中的3D堆疊,以及汽車、行動和基地台領域的ED等。從營收方面來看,2019年行動和消費市場佔先進封裝總營收的85%,Yole預計到2025年,該市場的CAGR有望實現5.5%,佔先進封裝市場總營收的80%。

同時,電信和基礎設施是營收成長最快的細分市場,約佔先進封裝市場佔有率的13%。Yole的分析師預測,到2025年,其市佔率將從2019年的10%增加到14%。同時,從營收來看,汽車及運輸市場在2019-2025年間將以10.6%的CAGR成長,在2025年實現約19億美元的市場規模。

2019-2025年晶圓技術藍圖:從奈米級到微米級(來源:Yole

先進封裝技術:攸關成敗關鍵

先進封裝市場持續吸引半導體供應鏈各領域巨擘。包括台積電(TSMC)、英特爾(Intel)、三星(Samsung)、艾克爾(Amkor)和日月光(ASE)等不同領域的半導體巨擘都活躍於該市場,充份定位於把握市場業務價值。先進封裝技術已經成為半導體創新的關鍵,帶動產業探索新領域以及創新,並成為彌合晶片和PCB之間差距的關鍵。

Yole先進封裝團隊主分析師Favier Shoo強調,「龍頭企業必須迅速行動,發揮優勢,才能取得創新與競爭力。先進封裝技術無疑是攸關成敗關鍵。」

先進封裝技術正從封裝基板平台轉移到矽晶片,這一轉變為台積電、英特爾和三星等巨擘提供了展示其實力的機會,並成為新的先進封裝技術之關鍵創新者。特別是在開發創新的先進封裝平台——從扇出(InFO)到2.5D Si中介層(CoWoS)到3D SoIC,台積電已經是這幾個方面的主導業者。根據目前的封裝營收排名,台積電在OSAT中排名第四。

同時,其他主要的OSAT (例如ASE/SPIL、Amkor和JCET)正在投資各種先進的SiP和扇出技術,較勁其競爭優勢並增加在先進封裝的市佔率。IC基板和PCB製造商、EMS公司以及顯示器產業業者也透過面板級扇出封裝、SiP和有機基板的嵌入式晶片(和被動元件)進入先進封裝領域。這種趨勢預計將持續到2020年及其後。

不容置疑地,先進封裝已然成為創新的核心,尤其是對於幾大發展趨勢正為其帶來新挑戰的半導體產業而言。華進半導體(NCAP China)總經理肖克表示:「無疑地,COVID-19向全世界提出了挑戰,但也對半導體產業產生積極的影響。疫情改變了生活和工作方式,例如在家工作(WFH)和投資於自動化成為一大趨勢,這勢必將推動運算、微處理器和記憶體元件等市場需求。在此背景下,2021年對於半導體產業來說,將會是將充滿機遇的一年。」

2019年前25大OSAT業者營收排名(來源:Yole

3D/2.5D堆疊和扇出:成長最快的先進封裝平台

先進封裝是半導體創新的關鍵,對於彌合晶片與PCB之間的差距至關重要。半導體產業正開發用於微縮技術藍圖與功能藍圖的產品,儘管目前僅剩三家主要的半導體參與業者,且微縮步調已放緩,但微縮發展藍圖可望持續至7nm及更先進製程。

功能藍圖使用異質整合並受到先進封裝技術的支援,因而變得更加重要。的確,先進的半導體封裝可以透過增加功能性以及持續提高性能、同時降低成本來增加半導體產品的價值。在高階和低階市場上,業界正積極針對消費者、性能和專用應用開發各種多晶片封裝——系統級封裝(SiP),這些應用將滿足與異質整合相關的功能性能以及更快的上市時間需求。

覆晶封裝(FC)與晶圓級(WL)封裝市場營收預測(來源:Yole

從各種先進封裝技術來看,覆晶封裝(flip-chip:FC)在2019年約佔市場營收的83%。但是,到了2025年,其市佔率將下滑至約77%,而3D堆疊和扇出的市佔率將從2015年分別為5%成長,到2025年分別達到10%和7%。3D堆疊和扇出將持續分別以令人印象深刻的21%和16%速度成長,穩步在各種應用中提高其被採用率。

3D堆疊市場的成長主要由3D記憶體——高頻寬記憶體(HBM)和3D DDR DRAM、基於2.5D中介層的裸晶分區和異質整合、3D SoC、Foveros、3D NAND和堆疊型CIS所帶動。受惠於不同商業模式的新進業者加入市場,扇出封裝市場也有望出現強勁成長。扇入式晶圓級封裝(WLP)主要由行動裝置主導,在2019-2025年期間的CAGR為3.2%。嵌入式晶片雖然市場規模較小,但預計未來五年,在電信和基礎設施、汽車和行動裝置市場帶動下,其CAGR將達到18%。

2019-2025年先進封裝晶圓預測:以(每年12吋等效初製晶圓)封裝平台計(來源:Yole

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