2017年是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)史無前例的一年，市場成長率高達(dá)21.6%，促使產(chǎn)業(yè)規(guī)模膨脹達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的近4100億美元。在這種動(dòng)態(tài)背景下，先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)發(fā)揮關(guān)鍵作用，根據(jù)產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)Yole Développement(Yole)最新研究指出，2023年先進(jìn)封裝市場規(guī)模將達(dá)到約390億美元。

從2017年到2023年，整個(gè)半導(dǎo)體封裝市場的營收將以5.2%的年復(fù)合成長率(CAGR)成長。仔細(xì)分析其中差異，先進(jìn)封裝市場CAGR將達(dá)7%，另一方面，傳統(tǒng)封裝市場CAGR僅3.3%。在不同的先進(jìn)封裝技術(shù)中，3D硅穿孔(TSV)和扇出型封裝(Fan-out)將分別以29%和15%的速度成長。構(gòu)成大多數(shù)先進(jìn)封裝市場的覆晶封裝(Flip-chip)將以近7%的CAGR成長；而扇入型晶圓級封裝(Fan-in WLP)CAGR也將達(dá)到7%，主要由行動(dòng)通訊應(yīng)用推動(dòng)。

先進(jìn)半導(dǎo)體封裝被視為提高半導(dǎo)體產(chǎn)品價(jià)值、增加功能、保持/提高性能同時(shí)降低成本的一種方式。無論如何，更多異質(zhì)芯片整合，包括系統(tǒng)級封裝(SiP)和未來更先進(jìn)的封裝技術(shù)都將遵循此趨勢。各種多芯片封裝技術(shù)正在高階和低階應(yīng)用同時(shí)開發(fā)，用于消費(fèi)性、高速運(yùn)算和專業(yè)應(yīng)用。

封裝的新驅(qū)動(dòng)力

WLP Concepts的顧問Jim Walker說，除了這些封裝的先進(jìn)性之外，在多芯片方案，車聯(lián)網(wǎng)，智能城市和智能家庭方面也產(chǎn)生了一些新的驅(qū)動(dòng)。

“許多半導(dǎo)體會進(jìn)入到這些系統(tǒng)——激光雷達(dá)，雷達(dá)系統(tǒng)，通訊，當(dāng)有這些諸多的元器件時(shí)，無論是交通信號燈或是其它，包括動(dòng)力系統(tǒng)充電，”他在3D ASIP上說，“安全將會是無人駕駛的重中之重。”

他也指出，智能城市和智能家庭技術(shù)也是會有明顯增長的區(qū)域。

“智能城市包含智能設(shè)施，智能家庭，市民響應(yīng)，緊急響應(yīng)，整個(gè)的交通系統(tǒng)，綠色規(guī)劃和綠色生活。街道照明已經(jīng)是先行的一大典范。大量的半導(dǎo)體會使用到所有的這些應(yīng)用中。各種各樣的半導(dǎo)體的使用正變得更為普遍，特別是今年，因?yàn)樗羞@些新應(yīng)用都正在開始推廣自己，這就是為什么你會看到20%的增長，”Walker說，“智能家庭——恒溫裝置，燈光，電動(dòng)汽車充電，充電樁，諸多的娛樂設(shè)施——我們已經(jīng)讓他變成現(xiàn)實(shí)。家庭健康護(hù)理和遠(yuǎn)程監(jiān)控——而不是去外出就醫(yī)，許多健康護(hù)理公司會談及安裝遠(yuǎn)程的監(jiān)控和最起碼的初步診斷，這些動(dòng)作在家就可以完成，然后根據(jù)談話或是和醫(yī)生的交流，或是根據(jù)家里就有的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，或是血壓，或是心跳，能夠和醫(yī)生互動(dòng)，然后你再決定需不需要去見醫(yī)生，做一次親自檢查。”

在這增長的背后，然而，是對更快和更靈活的晶圓制造工藝的需求，這就是從先進(jìn)封裝的市場細(xì)分中帶動(dòng)興趣的因素。

“開發(fā)一種新產(chǎn)品，新晶圓，以及晶圓驗(yàn)證和線路驗(yàn)證，從開始設(shè)計(jì)到真正拿到晶圓開始大規(guī)模量產(chǎn)，通常需要12到18個(gè)月的周期時(shí)間，”Walker說，“我們知道，大概每三到六個(gè)月會出新款的手機(jī)，如果花費(fèi)12到18個(gè)月時(shí)間來真正得到新的芯片，這并不真正能使它兼容，當(dāng)它發(fā)布時(shí)，其實(shí)這個(gè)芯片已經(jīng)是過去就開發(fā)出來了。我們通過封裝和線路板級封裝工藝也需要一種更適合的系統(tǒng)整合工藝，就像多元整合（heterogeneous integration）在過去一兩年已成為流行詞匯。當(dāng)然我們想要它是最可能低的成本。我們通過硅來整合？我們真的會繼續(xù)每18到24個(gè)月的摩爾定律變化，簡化工藝節(jié)點(diǎn)和其它等等？設(shè)計(jì)成本正在增加，10納米和7納米的硅成本更高，對于每個(gè)芯片的實(shí)際的硅的成本正在增加，此外，更高的測試成本和良率也是一個(gè)因素，所以我們需要更靈活的晶圓制造來滿足上市時(shí)間，以及更定制化的工藝?！?/p>

系統(tǒng)級封裝(System-in-package)技術(shù)可以加速新芯片設(shè)計(jì)和制造，同時(shí)提供比系統(tǒng)單芯片（system-on-a-chip）技術(shù)更低的成本，他提到，芯片制造，封裝和線路板級封裝之間的分界線正在快速的產(chǎn)品介紹中變得模糊。

蘋果Apple Watch就是晶圓廠和封裝廠如何領(lǐng)先地在相當(dāng)緊湊的尺寸的產(chǎn)品中集成將近100顆元器件的例子，Walker說，日月光(ASE)和臺積電(TSMC)深度參與了實(shí)現(xiàn)蘋果想要的可穿戴小玩意兒。

在超過三天的3D ASIP諸多會議上，他們談?wù)摿酥T多芯片封裝的議題，例如 微凸起（microbumps），高密度互聯(lián)焊（high-density interconnect bonding），先進(jìn)材料，基板堆疊和薄晶圓操作，特殊應(yīng)用的知識產(chǎn)權(quán)，國防高級研究計(jì)劃局的芯片計(jì)劃，以及圖像傳感器。