隨著摩爾定律面臨諸多瓶頸、先進工藝逼近物理極限，業界普遍認為，先進封裝會成為下一階段半導體技術的重要發展方向。長電科技作為全球領先的封測廠商之一，在先進封裝領域也進行了大量的研發與布局。針對先進封裝的市場需求、技術發展趨勢，記者采訪了長電科技技術市場副總裁包旭升。

先進封裝市場逐年增長

近年來，封裝技術在半導體領域發揮的作用越來越大，越來越多前道工藝需要完成的步驟被引入后道工藝當中，兩者的界限變得越來越模糊。隨之而來的是，越來越多超越傳統封裝理念的先進封裝技術被提出，系統級封裝（SiP）、晶圓級封裝（WSP）、2.5D/3D封裝等的應用越來越廣泛。統計數據顯示，從2017年到2023年，整個半導體封裝市場的營收將以5.2%的復合年增長率增長，而先進封裝市場將以7%的復合年增長率增長，市場規模到2023年將增長至390億美元。另一方面，傳統封裝市場的復合年增長率則低于3.3%。

針對市場需求的發展變化趨勢，包旭升指出，需求不會無緣無故出現，當前市場最大的驅動因素來自于對數字芯片的 SiP封裝需求。因為摩爾定律目前已經走到5nm節點，正在開發 3nm，還有人在討論1nm。但是，隨之而來的是芯片制造成本的大幅增加，并不是每個公司都能承擔得起幾億元的芯片流片費用，一個保險的方式就是，把經過驗證的芯片做成標準化的小芯片，再用 SiP封裝技術整合到一起，這樣就產生了對Chiplet SiP的需求。此外，模擬芯片對先進封裝的需求也很高。5G 時代，頻譜、信號復雜度大為提高，對射頻器件、濾波器等的技術要求越來越高。如何才能實現一個手機走遍天下？這就需要不斷地集成各種頻段資源，集成元件數量翻倍的增加。與此同時，功耗增加但手機的尺寸不能增大。如何在有限的空間內集成更多的元件？SiP就是當前最有效的技術。

SiP與Chiplet成技術發展熱點

正是因為市場對SiP封裝的廣泛需求，SiP成為當前應用最為廣泛的先進封裝技術之一。據介紹，SiP是先進封裝中帶有系統功能的多芯片與器件的一種封裝形式總稱，它可以將一顆或多顆芯片及被動元件整合在一個封裝模塊當中，從而實現具有完整功能的電路集成。這種封裝方式可以降低成本，縮短上市時間，同時克服了芯片系統集成過程中面臨的工藝兼容、信號混合、噪聲干擾、電磁干擾等難題。

另外，隨著先進封裝技術的發展，一種小芯片（Chiplet）的發展理念又被提出，成為當前封裝領域最熱門的話題之一。包旭升認為，Chiplet其實也可以算是一種SiP技術，是系統級芯片（SoC）中 IP模塊的芯片化。其主要目的是為了提高良率和降低成本，同時提高設計的靈活度，降低設計周期。一般來說，一顆SoC芯片中會包含許多不同的IP模塊，隨著芯片制造工藝已經演進到7/5 nm，但并不是所有IP模塊都需要做到7/5 nm，把一些IP模塊單獨拿出來，做成一個標準化功能的小芯片，這個就可以稱為Chiplet。它相當于一個標準化的元件，當這個單獨的標準化元件制造完成之后，可以再和其他的功能模塊，如存儲芯片、應用處理器等封裝在一起，就可以做成一個SiP模塊，執行復雜的功能。 Chiplet SiP多見于 2.5D 高端 FcBGA 封裝以做高速運算等應用。這種封裝目前發展迅速，主要晶圓廠都在花巨資建設開發這種封裝產能。Chiplet SiP的另一個方向是用于模擬類芯片的封裝，例如 RF、MEMS 等。在這個領域，OSAT 廠商布局了很多。

SiP和Chiplet也是長電科技重點發展的技術。“目前我們重點發展幾種類型的先進封裝技術。首先就是系統級封裝（SiP），隨著5G的部署加快，這類封裝技術的應用范圍將越來越廣泛。其次是應用于Chiplet SiP的 2.5D/3D封裝，以及晶圓級封裝，并且利用晶圓級技術在射頻特性上的優勢推進扇出型（Fan-Out）封裝。此外，我們也在開發部分應用于汽車電子和大數據存儲等發展較快的熱門封裝類型。”包旭升指出。

不應機械劃分“先進”與“低端”

傳統上，封裝的目的是將切割好的芯片進行固定、引線和塑封保護。但隨著半導體技術的發展，越來越多前道工藝需要完成的步驟被引入后道工藝當中，兩者的界限變得越來越模糊。隨之而來的是，越來越多超越傳統封裝理念的先進封裝技術被提出。

但對長電科技而言，先進封裝和傳統封裝的概念不應被機械地理解。這兩者并不是絕對劃分的。做一個形象的比喻，不同的封裝技術就像是工具箱中不同類型的工具。在不同的應用中使用不同的工具。這樣理解其實封裝技術并沒有什么“先進”或“低端”的區別，只有適用或者不適用之分。比如汽車電子產品用到的封裝技術多為已有且量產的封裝技術。因為汽車電子對可靠性的要求很高，所以用到的封裝技術都必須是量產的且在消費類、計算類等產品中經過充分驗證的技術，才會用到汽車電子產品中。

“當然，我們看到一個新的趨勢，即原來汽車電子中用到更多的封裝技術是比較傳統的，現在正在逐步擴展到很多高I/O、高密度的封裝技術，例如 WB BGA， FCBGA-SiP等。因此以前汽車電子中使用的多為電控元件，這些產品大多采用的是TO、SOP、SOT、QFN 等相對傳統的封裝技術。如今，隨著5G的普及，汽車電子智能化功能得到擴展，比如駕駛艙內一些車載信息娛樂系統的內容得到大大擴展，大屏的使用率不斷提高。這就是意味著控制芯片的 I/O進一步增多，對處理器的響應速度要求進一步提高。在這種需求下，WB BGA 和 fcCSP 等類型的封裝就被應用到汽車電子產品中。ADAS 系統普及，基于 FCBGA 技術的SiP需求也在不斷增長。也就是說，先進封裝和傳統封裝是相對而言的，并不應當只重視先進封裝的開發，而忽略傳統封裝技術的發展。不論是 2.5D/3D 封裝，或者是 FEM SiP，還是用到第三代半導體的 TO、SOT封裝技術都在進一步發展當中，都應受到關注。只要市場應用在高速發展，所需的封裝技術就會受到關注并快速發展。”包旭升強調。
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