封装，对于一颗芯片或者模组而言，其重要性不言而喻，尤其是处理器芯片，更是如此。从半导体芯片发展来看，芯片越来越小，制造工艺也在不断进步，尽管10nm芯片还没量产，但是各大芯片代工商已经在推5/7nm芯片，在此过程中，封装技术也在不断演进。从苹果近些年处理器的封装形式来看，其历经了从PoP（Package On Package）封装、SiP（System In a Package）封装到FoWLP封装的过程，不过上述几种封装方式都属于2.5D~3D封装方式。对于这几种封装模式，据业界人士介绍，其功能差不多，只是实现的方式不同，FoWLP封装技术可以做的越小，性能将更好！
这点从苹果这些年来更新的手机处理器就可以看出，A6采用三星32nm工艺、日月光的PoP封装技术，A7处理器超过10亿个晶体管，同样是采用PoP封装，不过工艺已经上升到三星28nm工艺。A8处理器仍采用PoP封装，封装由Amkor、STATS ChipPAC及ASE三家承接，其中Amkor和STATS ChipPAC分别拿下40%订单，ASE拿下20%的订单，A9处理器采用日月光的SiP封装，而到了A10处理器，则是采用台积电的FoWLP封装。
FoWLP封装技术引领市场风骚 苹果高通海思竞相采用
整体来说，半导体产业的趋势一直是芯片越做越小，但性能跟功能却要不断增加。从封装的角度来看，这其实是有矛盾的，因为芯片面积缩小后，能够放置I/O的面积也会跟著缩小，但更强的运算效能与多功能整合，却会导致I/O的数量增加。因此，半导体封装技术势必会遇到I/O密度难以进一步提升的瓶颈，而FoWLP封装技术就是解决这个问题的方法。
众所周知，苹果今年应用在iPhone7手机上的A10处理器全部是由台积电所代工，三星并没有拿到订单，据业界人士表示，其中主要的原因就在于三星目前还没有FoWLP封装，同时全球封装龙头日月光也丢失了苹果处理器封装这一大订单！此外，对方还强调：“FoLWP可以实现封装面积更小性能更稳定的目标，这种封装模式也将会成为后端先进封装的热点，不过，目前各家都在开发自己的实现方式，后期如何走现在也没有一个明确的方向！”
而早在A5处理器时代，当时台积电就因封装落败给三星，现在可谓是格局反转！早在2007年的时候台积电就布局封装市场，目前已经建立了CoWoS封装和FoWLP封装两大生态系统，主要在于高端市场。不但如台积电等晶圆厂涉及封装市场，此外系统厂商和基板厂商同样进入了封装市场，不过，这对于封装市场整体格局而言并不会造成很大的影响！
当然，从台积电跨足封测领域也可以看出，代工厂与封测的整合已经成为一种趋势，因为越是高端技术，越是需要垂直整合，包括设计公司和后端应用都是如此！这点其实已经不是什么新鲜事，台湾有些代工商本来就有做封测，只不过主营业务是代工，从而让外界忽略其封测业务！
不仅台积电通过先进的FoWLP封装一举拿下了苹果这一大客户，同时，国内封装大厂星科金鹏（被长电科技收购）和华天科技在FoWLP封装市场也受益匪浅，上述业界人士对笔者透露，目前星科金鹏的FoWLP订单已经爆满！
从目前来看，在FoLWP封装领域受益最大的当属台积电和星科金鹏，台积电虽然跨足芯片封装，但是应该并不会普及，而是主要局限在高端市场。日前，日月光也对外表示，日月光经过多年研发和布局，年底有望实现FoLWP量产，并成功拿下高通和海思的订单，如果真的如此的话，那么，从时间方面来推算的话，高通的订单可能会是骁龙830处理器，而华为海思的则可能是海思麒麟960处理器！
从技术方面来看，目前最新的FoWLP封装技术不只是I/O扩展而已，同时还以高分子聚合物薄膜来取代传统IC封装基板，使封装厚度大幅降低。因此，目前业界讨论最热烈的扇出封装，更准确的说应该称为模塑化合物晶圆级晶片封装(MoldCompoundWLCSP,mWLCSP)，其裸晶跟聚合物薄膜外面会有一层黑胶体来保护脆弱的内层结构。
为了减少封装厚度而改用高分子聚合物薄膜，对晶片封装製程来说造成很大的挑战，因为裸晶在封装前都会经过研磨，已经相当柔软而脆弱，高分子聚合物薄膜本身又容易翘曲变形，因此可靠度构成相当大的挑战。不过，目前业界已经找到合适的材料与加工方法，可以确保封装可靠度，还可以进一步在薄膜上嵌入被动元件，实现更高的整合度。
整体来说，FoLPW封装技术的进展会对整个半导体供应链造成相当大的影响。首当其冲的就是IC载板厂商，因为扇出技术已经不用传统IC载板了；其次则是被动元件业者，为了满足嵌入封装内的需求，相关业者必须进一步把被动元件缩小到微米尺度，而且还要具备足够的容值/阻值，这部分料将牵涉到被动元件材料的研发及突破。
由于导入大量新技术跟新材料，FoLPW封装技术虽然有更轻薄短小、可支援更高I/O数量等优势，但成本也会跟著垫高。因此，高阶、高单价，需要大量I/O的芯片，较有机会优先采用FoLPW封装技术，例如手机市场的处理器。
然而，对专业封装厂来说，这种机会大多会被晶圆代工厂捷足先登，因此相关业者必须要找出其他具有发展潜力的应用，才能开拓自家的扇出封装业务。而其中最有潜力的就是SiP应用。据业界分析，SiP是高度定制化的封装产品，利润空间较高，因此对封装厂来说，针对SiP客户推广扇出封装业务，投资回收的速度会比较快。
因此，SiP对专业封测厂来说，是发展扇出封装业务项目的主要机会所在。这类产品的单价虽不如高阶处理器，但仍有数美元水准，而且客户也比较容易看到扇出技术所能带来的效益，接受度较高。
从目前各大FoLWP封装技术厂商来看，华天科技的优势在于其他厂商的FoWLP使用的都是模塑料，会出现翘曲问题，而华天科技用的是硅材料，台积电的优势在于其在晶圆加工技术的雄厚，且其订单绑定作用，可以运行封装端有一定的不良率！不过，整体而言，当前的FoLWP封装仍处于台积电和星科金鹏“二人转”的状态！
封装市场形成“三足鼎立” 智能手机为当前主要驱动
据市场调研机构Gartner预测，2020年全球封测市场将达到314.8亿美元，2016年到2017年的年复合增长率为4.3%，智能移动终端将是最大的市场增长动力所在，而据Statistita预测2018年全球智能手机的出货量将达到18.73亿部，包括SiP、TSV、FoWLP等先进封装技术将深受益于消费类电子产品市场，尤其是智能手机！
据Yole数据显示，2015年先进封装市场（SiP、FoWLP、TSV）12寸等值晶圆达到了2.5千万片，在整个封装市场的占比为32%，预计在2015年到2019年将保持稳定增长达到2.7千万片，占比达到38%。到了2020年，全球先进封装市场12寸晶圆等值将增加到3.2千万片，中国市场先进封装产量增加到800万片，届时，全球先进封装市场规模将达到326亿美元，中国市场增加到46亿美元，FoWLP在市场的份额有望提高到8%！
从SiP、FoWLP这两种种封装技术在智能手机市场的应用来看，手机在SiP下游应用产值占比非常之高，已经达到了70%，可以说SiP封装在智能手机市场的应用渗透率将在很大的程度上决定其未来的发展趋势，尤其是随着智能手机轻薄化趋势越发严重，SiP在智能手机中的应用将会更多。此外，可穿戴设备市场的发展，对SiP的促进也不可忽略，尤其是随着可穿戴设备市场的进一步扩大！
FoLWP目前被苹果率先采用在手机处理器中，可以说是为FoWLP封装市场提供了很大的需求量，同时，也带动了如高通、海思等处理器厂商采用，此外，FoWLP技术也得到了突破，目前FoWLP可支援的I/O数量大增，而在此之前，FoLWP封装技术主要被迫锁定在I/O数量较少的应用市场，显然当时并不适用手机处理器！
对于FoWLP封装技术未来发展，据Yole表示，主要将会朝着两个方向发展，一个是以手机基带处理器、电源管理和射频收发器等芯片为主，这将会是FoWLP封装技术的主要战场，这是单芯片的封装。而另一个则是高密度FoWLP封装，主要针对应用处理器、存储体等具备大量I/O引脚的芯片！不过从目前来看，单芯片FoWLP封装市场成长相对稳定，而高密度FoWLP封装市场的成长则还需要突破一些技术瓶颈！
综合可得知，小尺寸、轻薄化、高引脚、高速度以及低成本是封装技术发展的重要驱动！尤其是成本，成本因素长期以来一直都是封装技术选择的重要考量标准，以引线丝技术中的铜丝替代趋势为例，虽然金丝在很多方面要由于铜丝，不过由于成本因素和技术创新弥补材料缺点，所以当前封装市场铜丝市场份额依然在不断扩大！
以国内市场来看，2015年国内市场封装市场达到了30亿美元，而据Gartner预估到了2020年，国内封装市场将达到55亿美元！国内封装市场相对分布较为合理，智能手机相关核心芯片尺寸缩小促使先进封装快速发展！国内市场的年复合增长率是全球封测市场年复合增长的几倍！
从全球封装市场来看，日月光凭借SiP封装引领风骚，其在SiP封装领域的优势十分明显，与高通和苹果的合作十分密切，第二大厂商Amkor的SLIM和SWIFT技术则绕开了高成本的TSV技术，在不牺牲性能的同时也实现了2.5D和3D封装，华天科技通过收购星科金鹏在FoLWP封装市场过的风生水起，今年台积电和日月光也加入该市场。
值得一提的是，今年封装市场龙头日月光完成和台湾另一大封装厂商矽品的合并，排名第二的Amkor也完成了对日厂J-Device的收购，长电科技早在去年就收购了星科金鹏，一举成为全球第三大封装厂商，对于封装市场而言，全球三大封装厂商的“三足鼎立”格局基本上已经确定！从2015年来看，其中日月光和矽品的合并营收为9462百万美元，毛利率达到了20.7%，而Amkor和J-Device的合并营收是4310百万美元，毛利率为12.9%，长电科技和星科金鹏的合并营收是3145百万美元，毛利率为16.5%，Amkor、J-Device、长电科技和星科金鹏的合计营收比日月光和矽品的合并营收少2000多百万美元，只有日月光和矽品的合并营收的78.78%！
徐志平
2016-10-24 17:24
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