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随着摩尔定律的放缓、半导体产业下游多元化需求的驱动,先进封装技术扮演更关键角色

发布时间:2019-11-11  来源:立鼎产业研究网  点击量: 1477 

随着单芯片整合逐渐进入成熟阶段,摩尔定律不再能够完全描述集成电路工艺的进步,在资本支出不断增加的背景下,技术节点的变迁和晶圆尺寸的变化正在逐渐变缓。业界提出“超越摩尔”,从提高芯片性能来创造应用的思路走向以应用来指导芯片与电路设计,通过SiP 等先进封装技术变2D 封装为3D 封装,将多个芯片、分立器件组合封装形成一个系统的方式成为推动集成电路发展的关键。

先进封装技术主要朝着两个方向演进,一个是以晶圆级封装(WLP)为首,功能指向在更小的封装面积下容纳更多的引脚数;一个是系统级封装(SiP),功能指向封装整合多种功能芯片于一体,压缩模块体积,提升芯片系统整体功能性和灵活性;包括系统级封装(SiP)、晶圆级封装(WLP)、2.5D/3D 封装等封装技术。

2018-2023E 半导体不同领域的复合增长率


资料来源:Rudolph Presentation

Yole 预测,2019 -2024 年期间先进封装市场预计将以8%的复合年增长率增长,市场规模到2024 年将达到440 亿美元;与此同时,传统封装市场的复合年增长率预计仅为2.4%

——SiPSystem in Package,系统级封装)。其前身是多芯片模组MCM,被开发用于数据存储,随着苹果在iWatch 中采用SiP 封装后开始大量被业界采用。预计,iPhone XSiP 的占比已高达38%。根据TechSearch 预计到2020 SiP 出货量将达到249 亿颗;

——2.5D 3D 堆叠技术领域。其中,硅通孔(TSV)是最早的堆叠技术之一,高宽带存储和CMOS 图像传感器等硬件占据了TSV 市场的大部分营收。根据麦姆斯咨询援引Yole 数据,预计堆叠技术的整体市场规模将在2023 年超过55 亿美元,复合年增长率达27%

—— WLPWafer-Level Package,晶圆级封装)。主要技术分为两种类型:“扇入式”(Fan-In)和“扇出式”(Fan-Out)晶圆级封装。Fan-In 植球作业仅限于芯片尺寸范围内,通常用于低输入/输出(I/O)数量(一般小于400 个)和较小裸片尺寸的工艺中;Fan-Out 可以实现在芯片范围外利用RDL 做连接,获取更多的引脚数。智能手机是WLP 发展的最大推动力,且针对更高引脚数的器件作为低成本方案替代引线键合封装。WLP 已广泛用于图像传感器的应用中。根据麦姆斯咨询援引Yole数据,2019-2024 年期间扇出封装市场规模预计将以19%的复合增长率增长。

苹果iPhone 中使用的WLP 情况统计


资料来源:SEMI

从下游应用端来看,过去IC 封装市场的主要驱动力是智能手机,预计未来将会更加多元化,比如汽车电子、5GAI 和机器学习等。据VLSI 预测,2018-2023 RFMEMSCIS 的复合增长率将达到39%;电动汽车电源管理和高速存储领域的复合增长率分别为30%17%。综上所述,随着摩尔定律的放缓、以及半导体产业下游多元化需求的驱动,先进封装技术将扮演愈发重要的作用。

标签:先进封装

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