先进封装指通过应用创新的结构设计、互联技术、材料及设备,实现工艺复杂性的一种封装解决方案,有助于实现半导体的更高集成度、更佳性能、更小尺寸、更低功耗及更高可靠性。在摩尔定律放缓的背景下,先进封装不仅是半导体制造的关键后制工艺,亦是持续提升半导体性能,满足下游产业複杂应用需求的核心技术路径。
半导体先进封装的分类
由于不同半导体产品在电气性能、尺寸、应用场景等因素上存在差异,导致其封装形式多样且複杂。根据是否有封装基板及封装基板的材料,半导体封装产品可分为不同类别。其中,每个类别均有不同的封装技术。
传统封装主要提供芯片保护、尺寸放大及电连接。其通过打线等方法将芯片连接至外部电路,并提供机械保护和散热;先进封装基于该等核心功能,进一步提升功能密度、缩短连线长度及实现系统级重构,从而在不依赖芯片制造工艺的突破的情况下增加产品集成度及功能多样化。
全球及中国半导体先进封装测试市场规模
受通讯、消费电子、高效能运算及人工智能领域对高整合度及低功耗芯片的需求带动,先进半导体封装与测试产业市场规模在倒装芯片键合、晶圆级封装及2.5D/3D封装等技术的支持下迅速增长,成为半导体产业链中增长速度领先的细分领域之一。
未来五年,随著摩尔定律放缓,先进封装与测试作为提升芯片效能的核心路径,将进一步受益于自动驾驶、数据中心、高效能电脑及智慧穿戴装置的普及,以及前沿封装与测试技术的日益成熟,并将持续维持稳健的增长势头,市场规模预计稳步扩张。
相较附加价值相对较低且市场已趋饱和的传统封装,先进封装具备技术门槛高及供应稀缺的特点。其单价及需求增速均显著较高,使得其市场规模增速在长远而言将超越整体封装与测试产业。中国市场表现亮眼。儘管中国在先进封装与测试技术方面仍落后于部分海外市场,但中国企业已积极投入到先进封装与测试技术及产能规模,以满足快速增长的下游需求。
半导体先进封装测试行业的市场驱动因素及趋势
多行业需求推动高端封装测试市场。半导体先进封测市场主要受其在高性能内存、数据中心、汽车及消费电子等行业的多样化应用所推动。3D NAND及HBM等技术解决人工智能和数据量需求,而数据中心则利用Chiplet异构集成来获得更好的计算能力和能源效率。汽车及消费电子产品需要紧凑、可靠且高效的解决方案,进一步推动先进封装的採用。
封装板块在产业链中的崛起地位。随著半导体工艺技术达至物理极限,高级封装在系统级集成及性能提升中的作用变得日益重要,不再仅是芯片保护或连接,而是公司提高竞争力并满足新兴半导体需求的关键策略。
先进封装技术进一步迈向高性能及小型化。对更小、更高性能器件的需求已将先进封装推向小型化且更高性能的方向。2.5D/3D封装及晶圆级封装(WLP)对于支持人工智能、数据中心及消费电子产品至关重要,具有更高的集成度、更快的速度及更小的尺寸,能够克服技术瓶颈。
先进封装测试加速本土化趋势。在不断变化的贸易环境及推动自主半导体发展(尤其是中国)的推动下,高级封装及测试的本地化趋势正在加速。国内制造商正迈向本地化生产,随著研发及投资的增加,趋势有望加剧,进一步降低对外国技术的依赖。
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