越來(lái)越多的大陸封測(cè)廠商已經(jīng)開(kāi)始逐漸嶄露頭角，哪些先進(jìn)封裝技術(shù)成為“香餑餑”？

半導(dǎo)體封裝是指將通過(guò)測(cè)試的晶圓按照產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到獨(dú)立芯片的過(guò)程。封裝過(guò)程為：來(lái)自晶圓前道工藝的晶圓通過(guò)劃片工藝后被切割為小的晶片(Die)，然后將切割好的晶片用膠水貼裝到相應(yīng)的基板(引線框架)架的小島上，再利用超細(xì)的金屬(金錫銅鋁)導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹(shù)脂將晶片的接合焊盤(pán)(Bond Pad)連接到基板的相應(yīng)引腳(Lead),并構(gòu)成所要求的電路;然后再對(duì)獨(dú)立的晶片用塑料外殼加以封裝保護(hù)，塑封之后還要進(jìn)行一系列操作，封裝完成后進(jìn)行成品測(cè)試，通常經(jīng)過(guò)入檢Incoming、測(cè)試Test和包裝Packing等工序，最后入庫(kù)出貨。

半導(dǎo)體生產(chǎn)流程由晶圓制造、晶圓測(cè)試、芯片封裝和封裝后測(cè)試組成。塑封之后，還要進(jìn)行一系列操作，如后固化(Post Mold Cure)、切筋和成型(Trim&Form)、電鍍(Plating)以及打印等工藝。典型的封裝工藝流程為：劃片 裝片 鍵合 塑封 去飛邊 電鍍 打印 切筋和成型 外觀檢查 成品測(cè)試 包裝出貨。

半導(dǎo)體制造的工藝過(guò)程由晶圓制造(Wafer Fabr ication)、晶圓測(cè)試(wafer Probe/Sorting)、芯片封裝(Assemble)、測(cè)試(Test)以及后期的成品(Finish Goods)入庫(kù)所組成。

半導(dǎo)體器件制作工藝分為前道和后道工序，晶圓制造和測(cè)試被稱為前道(Front End)工序，而芯片的封裝、測(cè)試及成品入庫(kù)則被稱為后道(Back End)工序，前道和后道一般在不同的工廠分開(kāi)處理。

前道工序是從整塊硅圓片入手經(jīng)多次重復(fù)的制膜、氧化、擴(kuò)散，包括照相制版和光刻等工序，制成三極管、集成電路等半導(dǎo)體元件及電極等，開(kāi)發(fā)材料的電子功能，以實(shí)現(xiàn)所要求的元器件特性。

后道工序是從由硅圓片分切好的一個(gè)一個(gè)的芯片入手，進(jìn)行裝片、固定、鍵合聯(lián)接、塑料灌封、引出接線端子、按印檢查等工序，完成作為器件、部件的封裝體，以確保元器件的可靠性，并便于與外電路聯(lián)接。

晶圓制造

晶圓制造主要是在晶圓上制作電路與鑲嵌電子元件(如電晶體、電容、邏輯閘等)，是所需技術(shù)最復(fù)雜且資金投入最多的過(guò)程。以微處理器為例，其所需處理步驟可達(dá)數(shù)百道，而且所需加工機(jī)器先進(jìn)且昂貴。雖然詳細(xì)的處理程序是隨著產(chǎn)品種類(lèi)和使用技術(shù)的變化而不斷變化，但其基本處理步驟通常是晶圓先經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)那逑粗?，接著進(jìn)行氧化及沉積處理，最后進(jìn)行微影、蝕刻及離子植入等反復(fù)步驟，最終完成晶圓上電路的加工與制作。

晶圓測(cè)試

晶圓經(jīng)過(guò)劃片工藝后，表面上會(huì)形成一道一道小格，每個(gè)小格就是一個(gè)晶片或晶粒(Die)，即一個(gè)獨(dú)立的集成電路。在一般情況下，一個(gè)晶圓上制作的晶片具有相同的規(guī)格，但是也有可能在同一個(gè)晶圓上制作規(guī)格等級(jí)不同的晶片。晶圓測(cè)試要完成兩個(gè)工作：一是對(duì)每一個(gè)晶片進(jìn)行驗(yàn)收測(cè)試，通過(guò)針測(cè)儀器(Probe)檢測(cè)每個(gè)晶片是否合格，不合格的晶片會(huì)被標(biāo)上記號(hào)，以便在切割晶圓的時(shí)候?qū)⒉缓细窬Y選出來(lái);二是對(duì)每個(gè)晶片進(jìn)行電氣特性(如功率等)檢測(cè)和分組，并作相應(yīng)的區(qū)分標(biāo)記。

芯片封裝

首先，將切割好的晶片用膠水貼裝到框架襯墊(Substrate)上;其次，利用超細(xì)的金屬導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹(shù)脂將晶片的接合焊盤(pán)連接到框架襯墊的引腳，使晶片與外部電路相連，構(gòu)成特定規(guī)格的集成電路芯片(Bin);最后對(duì)獨(dú)立的芯片用塑料外殼加以封裝保護(hù)，以保護(hù)芯片元件免受外力損壞。塑封之后，還要進(jìn)行一系列操作，如后固化(Post Mold Cure)、切筋(Trim)、成型(Form)和電鍍(Plating)等工藝。

芯片測(cè)試

封裝好的芯片成功經(jīng)過(guò)烤機(jī)(Burn In)后需要進(jìn)行深度測(cè)試，測(cè)試包括初始測(cè)試(Initial Test)和最后測(cè)試(Final Test)。初始測(cè)試就是把封裝好的芯片放在各種環(huán)境下測(cè)試其電氣特性(如運(yùn)行速度、功耗、頻率等)，挑選出失效的芯片，把正常工作的芯片按照電氣特性分為不同的級(jí)別。最后測(cè)試是對(duì)初始測(cè)試后的芯片進(jìn)行級(jí)別之間的轉(zhuǎn)換等操作。

成品入庫(kù)

測(cè)試好的芯片經(jīng)過(guò)半成品倉(cāng)庫(kù)后進(jìn)入最后的終加工，包括激光印字、出廠質(zhì)檢、成品封裝等，最后入庫(kù)。

7月18日?qǐng)?bào)道，三星電機(jī)本月在韓國(guó)國(guó)內(nèi)首次開(kāi)始批量生產(chǎn)用于服務(wù)器的FCBGA。用于服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)的FCBGA的基板面積是用于普通PC的FCBGA的4倍以上。

三星電機(jī)最近決定投資1.9萬(wàn)億韓元的半導(dǎo)體封裝基板(FCBG，倒裝芯片球柵陣列)工藝。半導(dǎo)體封裝基板的作用是傳遞半導(dǎo)體芯片和主基板之間的電信號(hào)，保護(hù)半導(dǎo)體免受外部沖擊等。在半導(dǎo)體封裝基板中，三星電機(jī)“專注于FCBGA”。主要用于PC和服務(wù)器等需要高性能、高密度電路連接的CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)等。

據(jù)報(bào)道隨著第五代移動(dòng)通信(5G)、云(Cloud)、人工智能(AI)技術(shù)的發(fā)展等，F(xiàn)CBGA等高規(guī)格產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)出需求劇增的趨勢(shì)，但由于擁有技術(shù)能力的企業(yè)較少，目前市場(chǎng)處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。韓國(guó)業(yè)內(nèi)人士透露，預(yù)計(jì)2022年至2026年整體半導(dǎo)體封裝基板市場(chǎng)將從113億美元增至170億美元，年均增長(zhǎng)10%。其中，高規(guī)格半導(dǎo)體封裝基板的年均增長(zhǎng)有望達(dá)到15.7%。

2021年對(duì)于先進(jìn)封裝行業(yè)來(lái)說(shuō)是豐收一年，現(xiàn)在包括5G、汽車(chē)信息娛樂(lè)/ADAS、人工智能、數(shù)據(jù)中心和可穿戴應(yīng)用在內(nèi)的大趨勢(shì)繼續(xù)迫使芯片向先進(jìn)封裝發(fā)展。2021年先進(jìn)封裝市場(chǎng)總收入為321億美元，預(yù)計(jì)到2027年達(dá)到572億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為10%。然而在先進(jìn)封裝這個(gè)市場(chǎng)中，中國(guó)封裝企業(yè)不僅占據(jù)了主要的地位，還在去年迎來(lái)了強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。

全球TOP 30先進(jìn)封裝企業(yè)

Yole根據(jù)2021年封裝業(yè)務(wù)的廠商市場(chǎng)營(yíng)收作了排名，列出了前30的先進(jìn)封裝企業(yè)。如下圖所示，在這30家企業(yè)中，中國(guó)OSAT廠商占據(jù)大半壁江山，再就是東南亞企業(yè)，日韓則相對(duì)較少。整體來(lái)看，前十大玩家占據(jù)了大部分的封裝市場(chǎng)份額。

日月光繼續(xù)主導(dǎo)市場(chǎng)，遙遙領(lǐng)先于其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。安靠緊隨其后，如果刨去IDM廠商英特爾和代工廠臺(tái)積電，那么長(zhǎng)電科技就排在第三位。除了長(zhǎng)電科技，排名第七和第八的分別是大陸廠商通富微電和天水華天。這3家基本一直處于前十的地位，也較為人所熟知。

可喜的是，越來(lái)越多的大陸封測(cè)廠商已經(jīng)開(kāi)始逐漸嶄露頭角。我們可以發(fā)現(xiàn)，排在前30位的大陸先進(jìn)封測(cè)技術(shù)的廠商還有第22名的沛頓科技、第28名的華潤(rùn)微以及第29名的甬矽電子。沛頓科技主要是進(jìn)行高端存儲(chǔ)芯片 (DRAM、NAND FLASH) 封裝和測(cè)試服務(wù)，而且公司還在組建先進(jìn)封裝測(cè)試技術(shù)研發(fā)中心進(jìn)行bumping/TSV等技術(shù)研發(fā)規(guī)劃及布局。華潤(rùn)微的封裝測(cè)試事業(yè)群覆蓋了傳統(tǒng)IC封裝，功率器件封裝，大功率模塊封裝，先進(jìn)面板封裝，硅麥&光耦sensor封裝等。甬矽電子專注在模塊封裝(濾波器，射頻前端模塊(SIP)，電源模塊(PSIP))，球柵陣列封裝(BGA)和Wifi，BT, 物聯(lián)網(wǎng)(QFN)為主的高端IC封裝測(cè)試。

在Yole的榜單上還有頎中科技(Chipmore)和晶方半導(dǎo)體。合肥頎中科技的封裝業(yè)務(wù)覆蓋顯示驅(qū)動(dòng)芯片、電源管理芯片、射頻前端芯片等多類(lèi)產(chǎn)品。晶方半導(dǎo)體主要是進(jìn)行半導(dǎo)體CMOS圖像傳感器封裝，技術(shù)有3DIC和TSV。

日韓在封測(cè)領(lǐng)域則相對(duì)處于弱勢(shì)，前30家中僅有2家日本公司和1家韓國(guó)公司。TOP21是韓國(guó)企業(yè)LB semicon，成立于2000年2月，是韓國(guó)第一家在倒裝芯片晶圓凸塊領(lǐng)域開(kāi)展業(yè)務(wù)的公司。提供的封裝服務(wù)包括TFT LCD 和OLED顯示驅(qū)動(dòng)器IC (DDI) 的金凸塊、倒裝芯片凸塊、焊料凸塊、銅柱凸塊，晶圓級(jí)芯片規(guī)模封裝 (WLCSP)技術(shù)。TOP23是日本公司AOI ELECTRONICS，AOI提供用于IC/LSI的DFN/QFN、SOP/QFP、SON、SOT/SOC、DIP/SIP、BGA/LGA、FOLP等封裝服務(wù)，以及用于傳感器的開(kāi)腔封裝，和晶圓級(jí)WLP。TOP26的日本公司Nepes提供包括晶圓凸塊、WLP 和 SiP 技術(shù)的完整的交鑰匙解決方案。

當(dāng)然還有很多未上市且正在先進(jìn)封裝領(lǐng)域耕耘的企業(yè)，如一站式芯片設(shè)計(jì)和供應(yīng)鏈平臺(tái)摩爾精英，目前已建有3家快封工廠，以工程批及小量產(chǎn)為主，在先進(jìn)封裝領(lǐng)域能提供SiP、FCBGA、FCCSP等先進(jìn)封裝技術(shù)。

而不得不說(shuō)，臺(tái)灣的綜合封測(cè)能力依然不容小覷，在前30家OSAT廠商中有13家是臺(tái)灣的。他們分別是：

TOP6的中國(guó)臺(tái)灣的力成科技(powertech)，力成科技成立于1997年，2018 年，PTI 開(kāi)始在新竹科學(xué)園區(qū)建設(shè)最新的扇出面板級(jí)封裝制造工廠。TOP10的京元電子是全球最大的專業(yè)純測(cè)試公司，為半導(dǎo)體生產(chǎn)的后端制程提供封測(cè)服務(wù)，在封裝方面，京元電子提供BGA、QFN/DFN、TSOP、LGA、eMMC/ eMCP、存儲(chǔ)卡/ MICRO SD 卡等的封裝技術(shù)。TOP11是臺(tái)灣的芯茂科技(ChipMOS)，封裝方面，為存儲(chǔ)器、混合信號(hào)和 LCD 驅(qū)動(dòng)器半導(dǎo)體提供全面的基于引線框架和有機(jī)基板的封裝組裝服務(wù)。TOP12是臺(tái)灣的欣邦科技(Chipbond)，欣邦科技是一家提供LCD驅(qū)動(dòng)器從晶圓碰撞到封裝后端組裝處理的全套交鑰匙服務(wù)的公司。驅(qū)動(dòng)IC的制造工藝與標(biāo)準(zhǔn)IC不同，要求前端封裝廠采用特殊工藝生產(chǎn)，后端采用金凸塊、TCP或COF裝配工藝生產(chǎn)。最后，它們被送到板房進(jìn)行最終生產(chǎn)。TOP13是成立于1983年的臺(tái)灣的超豐電子(Greatek)，Greatek提供引線框架基礎(chǔ)封裝，包括P-DIP、SOP、SOJ、SSOP、TSSOP、MSOP、QFP、LQFP、TQFP、PLCC、TO等。而且，Greatek還正在積極進(jìn)軍堆疊芯片封裝、MCM 和銅線生產(chǎn)。第14位是臺(tái)灣的矽格股份(Sigurd)，成立于1996年，為MEMS IC、電源管理IC、RF模塊和邏輯 IC提供封裝服務(wù)。Top 15的華泰電子(Orient)，可為存儲(chǔ)產(chǎn)品和和邏輯IC提供SiP封裝服務(wù)。TOP19的同欣電子，成立于1974年，專注于厚薄膜基板與客制化半導(dǎo)體微型模組封裝開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)制造技術(shù)。TOP20是臺(tái)灣的欣銓(Ardentec)，該公司主要提供晶圓級(jí)晶粒尺寸封裝(Wafer Level Chip Scale Packaging)后段制程服務(wù)。TOP25是臺(tái)灣福懋科技(FATC)，F(xiàn)ATC提供專業(yè)的LED芯片后端服務(wù)和封裝服務(wù)。YOP30是華東科技(Walton)，也是臺(tái)灣企業(yè)，主要是專注在內(nèi)存IC封裝測(cè)試。

然后就是一些東南亞國(guó)家的OSAT，東南亞一直是封測(cè)產(chǎn)業(yè)的重鎮(zhèn)，國(guó)內(nèi)有不少OAST企業(yè)收購(gòu)了馬來(lái)西亞的封測(cè)廠而壯大了自己，但在前30名中仍有不少東南亞的OAST廠商。

TOP9是新加坡的一家獨(dú)立的OSAT廠商UTAC ，成立于1997年，從內(nèi)存測(cè)試和DRAM交鑰匙測(cè)試和組裝服務(wù)做起。2005年收購(gòu)Ultra Tera Corp. (UTAC Taiwan) 以在臺(tái)灣建立業(yè)務(wù)并增加存儲(chǔ)設(shè)備測(cè)試和組裝服務(wù);2006年收購(gòu)NS Electronics Bangkok (UTAC Thailand) 進(jìn)軍模擬組裝市場(chǎng);2014年收購(gòu)松下在新加坡、馬來(lái)西亞和印度尼西亞的3家工廠，進(jìn)軍汽車(chē)和工業(yè)終端市場(chǎng)。TOP16是泰國(guó)的華納微電子(HANA Microelectronic)，成立于1978年，最初只有30名員工組裝LED(發(fā)光二極管)手表模塊。1988年開(kāi)始啟動(dòng)印刷電路板組裝 (PCBA) 生產(chǎn)線。后來(lái)逐漸來(lái)到更高級(jí)的IC封裝服務(wù)。TOP17是菲律賓企業(yè)SFA Semicon，它是韓國(guó)SFA集團(tuán)旗下公司之一的SFA Semicon Co., Ltd.的子公司，母公司是三星的重要客戶。TOP18是馬來(lái)西亞公司Carsem，成立于1972 年，主要為SiC、5G倒裝芯片、MEMS傳感器提供封裝服務(wù)。TOP24是馬來(lái)西亞公司Unisem，提供晶圓凸塊、晶圓探測(cè)、晶圓研磨、各種引線框架和基板 IC 封裝、晶圓級(jí) CSP 和射頻、模擬、數(shù)字和混合信號(hào)測(cè)試服務(wù)。TOP27是馬來(lái)西亞從事并提供DC和RF晶圓測(cè)試、晶圓背磨、晶圓鋸切、引線鍵合、基板成型、基板鋸切、芯片sip封裝服務(wù)。