華為新款產品采用的芯片，讓中國芯片技術突破了美國的封鎖，擁有了中國自己的7納米5G芯片。這不僅讓華為手機引發國內外的廣泛關注，同時在A股市場上，也掀起了一輪炒作熱潮。除了華為產業鏈之外，半導體芯片也得到了資金的炒作。



從最近先進封裝的產業動向來看，一個是國內的北極雄芯，宣布首個國內《芯粒互聯接口標準》Chiplet接口PB Link測試成功；另一個是歐洲知名研究機構lmec，提出車載超級計算驅動Chiplet發展。從產業動向來看，現在各方都在大力發展先進封裝。

封裝，是半導體晶圓制造的后道工序之一，目的是支撐、保護芯片，使芯片與外界電路連接、增強導熱性能等。

芯片的發展趨勢是尺寸更小、性能更高、功耗更低，過去，很多企業都在研究如何把芯片變得更小，但是，先進制程工藝逐漸逼近物理極限，芯片變得更小越來越難了，而且還可能導致漏電、發熱和功耗嚴重等問題。這個時候，就有很多的廠商研究如何把芯片封的更小。因此，芯片封裝就從傳統封裝慢慢走向了先進封裝。尤其是近年來，AI等技術的發展迭代，大算力時代來臨，對芯片的尺寸、性能、功耗要求越來越高，先進封裝也逐漸成為半導體行業發展重點。

根據Yole數據，2021年全球封裝市場總營收為844億美元，其中先進封裝占比44%。根據Yole預測，2027年全球封裝市場規模為1221億美元，其中先進封裝市場規模為650億美元，

占比將提升至53%。也就是說，先進封裝有兩方面的增量，一個是行業發展規模擴大，帶來的增量，另一個是先進封裝替代傳統封裝的增量。


為什么要推行先進封裝？

受物理極限和成本制約，摩爾定律逐步失效。

摩爾定律是指隨著技術演進，芯片上容納的晶體管數量會呈指數級增長，每1.5-2年翻一倍，同時帶來芯片性能提升一倍或成本下降一半的效應。在半導體制造中，工藝制程持續微縮導致晶體管密度逼近極限，同時存在短道溝效應導致的漏電、發熱和功耗嚴重問題。因此芯片上容納的晶體管數量不斷增加，單位數量晶體管的成本下降幅度卻在持續降低。

根據IBS的統計及預測，從16nm到10nm，每10億顆晶體管的成本降低了30.7%，從7nm到5nm成本下降了17.8%，而從5nm到3nm成本僅下降了4.2%。

此背景下，封裝在半導體技術中的重要性逐步提高。

根據國際集成電路技術發展路線圖預測，未來半導體技術的發展將集中于三個方向：

1、繼續遵循摩爾定律縮小晶體管特征尺寸，以繼續提升電路性能、降低功耗，即More Moore。

2、向多類型方向發展，拓展摩爾定律，即More Than Moore。

3、整合Systemon Chip（SoC，系統級芯片）與Systemin Package（SiP，系統級封裝），構建高價值集成系統。

在后兩個發展方向中，封裝技術的重要性都大幅增強。先進封裝是在不要求提升芯片制程的情況下，實現芯片的高密度集成、體積的微型化，并降低成本，符合高端芯片向尺寸更小、性能更高、功耗更低演進的趨勢。

傳統封裝的功能主要在于芯片保護、電氣連接，先進封裝在此基礎上增加了提升功能密度、縮短互聯長度、進行系統重構的三項新功能。在后摩爾時代，人們開始由先前的“如何把芯片變得更小”轉變為“如何把芯片封得更小”，先進封裝成為半導體行業發展重點。


市場潛力有多大？

當前從全球角度來看，先進封裝滲透率在快速提升通道內。

市場規模方面，據Yole和集微咨詢數據，2017年以來全球封測市場規模穩健增長，2022年達到815億美元。Yole預計總體市場規模將保持增長態勢，2026年達到961億美元。

先進封裝則有望展現高于封測市場整體的增長水平。據Yole預計，2019-2025年，全球整體封裝市場規模年均復合增速4%，先進封裝市場規模則達到7%的年均復合增速，并在2025年占據整體封裝市場的49.4%。

國內市場角度而言，先進封裝擁有更為亮眼的增速。

2021年中國封測產業市場規模為2763億元，同比增長10.1%。2017-2021年，中國大陸封測產業市場規模CAGR為9.9%，增速高于全球。根據Frost&Sullivan數據，2020年中國大陸封裝市場規模2509.5億元，其中先進封裝市場規模351.3億元，占大陸封裝市場規模的比例約14%，相較于全球先進封裝占封裝44.9%的比例低出不少。

隨著中國大陸半導體產業發展，尤其是先進制程比例的提高，先進封裝滲透率有望加速提高。根據Frost&Sullivan預測，2021-2025年，中國先進封裝市場規模復合增速達到29.9%，預計2025年中國先進封裝市場規模為1137億元，占中國大陸封裝市場的比例將達到32.0%。

目前看來，半導體設備受益已經具備較高的確定性。

隨著先進封裝的發展，在傳統封裝工藝的基礎上也會有所改進，首先是在先進封裝工藝中，芯片堆疊的層數增加，為了保持芯片體積較小，對減薄設備的精度提出更高要求。同時在Chiplet設計中，制造小芯片需要更多的的切割和貼合，使得劃片機、貼片機的需求數量和精度要求都有所提升。加上Chiplet技術中每個裸片都需要進行測試，且將小芯片集成后還需要進行系統性的測試，因而亦增加了測試設備的需求。

除了傳統封裝設備，還需要使用晶圓制造前道工藝的設備。先進封裝使用的設備與晶圓制造的前道工藝開始有所重疊，而不只是傳統封裝所需要的減薄機、劃片機、貼片機等，刺激設備需求應封裝技術發展而增長。

在RDL、Bumping、TSV等互連技術中，均需要使用涂膠機、光刻機等設備；TSV技術需要鉆孔，還增加了刻蝕機的需求。此外對傳統封裝設備中的減薄機、劃片機也需要進行一定改進，比如將設備進一步設計為帶凸點晶圓減薄機、帶凸點晶圓劃片機等，同時對厚度、劃切道寬度等均提出了更高的精度要求。


國產EMC全線布局

高端替代仍有差距

先進封裝元件的輕薄化、大功率、高集成度趨勢對環氧塑封料的性能要求也越來越高。全球環氧塑封市場產品迭代更級也越來越快。中國擁有最廣泛的EMC市場，外企憑借技術沉淀，結合中國客戶需求，不斷開發更為優質、實用的材料。

環氧塑封料主要壁壘是配方技術，來自各類復雜聚合物填料（環氧樹脂、偶聯劑、硬化劑、硅微粉、氧化鋁等）和添加劑（脫模劑、染色劑、阻燃劑、應力添加劑、粘結劑等）的巧妙組合，根據用客戶需求掌握配方品質和工藝控制，樣品最終交付下游客戶考核驗證。一款高性能的先進封裝材料，需要廠商長期的技術積累及持續的研發投入。

面向BGA、SCP、FOWLP、SiP等先進封裝用環氧塑封料需要低翹曲、低膨脹、高填充和高導熱的性能。2.5D/3D、FOWLP/FOPLP 以及系統級封裝等先進封裝需要更高流動性的GMC/LMC產品。AI帶來了較大的HBM的需求，HBM需要散熱性更高的 EMC 產品，為先進封裝打開的新增長空間。

由于日本環氧塑封料廠商通過持續不斷的研發準確反映市場趨勢和用戶愿望，掌握了完善的產品配方開發流程與大量核心知識產權專利，因此在高性能先進封裝應用領域主要份額為日系企業所壟斷。

這些外商品牌在中高端產品中占有較大份額，無論是在產能規模還是在產品結構上，擁有比中國大陸廠商更強勁、更廣泛的全球合作競爭優勢，其中幾家全球知名的半導體材料制造商，在高端先進封裝用環氧塑封材料放量更是處于完全壟斷地位。

1950年代，陶瓷、金屬、玻璃等封裝難以適應半導體工業化的要求。于是乎，美國人開始研究塑料來代替昂貴的材料封裝，到1962年塑料封裝晶體管在工業上已初具規模。后來傳到日本，日、美等公司不斷精選原材料和生產工藝，最終完善了的環氧塑封料工藝，首次在航空航天工業中進行商業應用，此后迅速滲透到幾乎所有工業領域。

1976年中科院化學所在國內率先開拓環氧塑封料研究領域，與此同時，無錫化工研究設計院、上海復旦大學相繼開發EMC。1983年開始，連云港電子器材廠開始研究并實現規模化生產。但國內EMC產業遭遇人力、財力和技術的三重困境。1990年代，以住友電木、日立化成為代表的日資品牌進駐中國市場，外資廠商憑借先發優勢、悠久的供應歷史以及相對成熟的技術水平，在EMC領域占據主導地位，中國本土EMC企業難以進入全球供應鏈，直到中美貿易戰以前。

目前中國是全球最大的環氧塑封料制造市場。中國廠商仍主要以滿足國內需求為主，出口不占優勢。日本住友電木和昭和電工占國內市場半壁江山。國產環氧塑封料（含臺資）市場占比約為30%左右。國內適用于一般封裝的中低端環氧塑封料，滿足SOT\SOP\SOD等傳統封裝的需求，大部分仍集中在分立器件和中小規模集成電路封裝用的環氧塑封料領域。

近幾年在國產替代浪潮中，國產環氧塑封料快速進步，材料基礎性能和參數追趕國際先進產品，另外憑借就近采購成本優勢正在吸引國內封裝廠積極導入驗證、試用和訂單。在QFP、QFN、BGA、CSP等目前市場銷售形成小規模，MUF、FOWLP等領域，國產目前仍處于驗證階段，部分產品已實現小批量。目前國內高端EMC產品與國外仍有5-10年以上的代差。