2019年晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）技术应用现状及市场前景分析
先进封装是指处于当时最前沿的封装形式和技术。目前，带有倒装芯片(FC)结构的封装、晶圆级封装(WLP)、2.5D 封装、3D 封装等被认为属于先进封装的范畴。
先进封装发展线路图
资料来源：公开资料
从2018 年到2024 年，整个半导体封装市场的营收预计将以5.2%的复合年增长率（CAGR）增长，而先进封装市场将以8%的复合年增长率增长，市场规模到2023 年将增长至400亿美元。另一方面，传统封装市场的复合年增长率则低于3.3%。在各种不同的先进封装平台中，3D 硅通孔（TSV）和扇出型（Fan-out）封装，将分别以29%和15%的速度增长。而占据先进封装市场主要市场份额的倒装芯片（Flip-chip）封装，将以约8%的复合年增长率增长。与此同时，扇入型晶圆级封装（Fan-in WLP）主要受到移动市场驱动，也将以8%的复合年增长率增长。
2018~2024 年全球先进封装技术市场规模预测情况（十亿美元）
资料来源：Yole
此外，前段晶圆制造与后段先进封装结合的趋势日渐增强。全球晶圆制造大厂（如英特尔、台积电和三星等）更是将先进的晶圆制造技术与先进封装形式紧密结合，以强化集成电路产品制造的技术集成优势。受技术和规模两方面的影响，全球封测产业集中度稳步提升，2017 年前八大封测企业（含晶圆代工厂后段封装业务部分）占据先进封装市场约87%的份额。
晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）作为一类先进封装技术，符合消费电子发展的需求和趋势（产品的轻小短薄化和低价化）。WLCSP 封装与传统封装相比，其主要优势体现在：①WLCSP优化了封装产业链。传统封装方式是先将晶圆划片成颗粒芯片，经测试为合格芯片后，将其放到引线框架或封装衬底（基板）上，而后再进行封装测试，产业链涉及晶圆厂、基板厂、封装厂、测试厂。而晶圆级芯片尺寸封装是先对晶圆进行封装、测试作业，然后再对封装测试后的晶圆进行切割。相对传统封装，WLCSP 封装能将传统封装的产业链中的基板厂、封装厂、测试厂整合为一体，使得芯片生产周期大大缩短，提高了生产效率，降低生产成本；其次，WLCSP 封装能减少封装前合格芯片的测试环节，能有效降低封装成本；最后，WLCSP 封装是晶圆制造技术的延伸，极大地缩小了半导体后段（即封装）与前段（即晶圆制造）的技术差异，容易实现半导体后段与前段的技术对接。WLCSP 封装可将IC 设计、晶圆制造、封装测试、基板厂整合为一体，优化了产业链，解决专业代工模式在IC 设计、晶圆制造、封装测试、基板厂等各环节的技术与标准对接问题，更加推动了专业代工模式的发展。
2018 年应用先进封装的晶圆数量（等效12 英寸）及各商业模式分布情况
资料来源：Yole
②封装成本随晶圆上芯片数量增加而降低。晶圆级芯片尺寸封装是在整片晶圆上进行封装后再切割得到芯片，而传统封装是将晶圆先切割成芯片后，再对芯片实施单独的封装。一般而言，WLCSP 的封装成本是按照晶圆数计量的，与切割后的芯片数无必然联系，而传统封装的封装成本是按封装芯片的个数计量的。因此，WLCSP 的封装成本随晶圆尺寸的增大和芯片数量增加而降低。在消费类电子产品轻、小、短、薄化的市场发展趋势下，晶圆级芯片尺寸封装的成本优势愈加明显，将逐步挤占传统封装的市场份额。
③WLCSP 将成为未来的主流封装方式。业界认为基于硅通孔（TSV）的三维封装技术为是超越摩尔定律的主要解决方案，是未来半导体封装技术发展趋势。而WLCSP 封装是硅通孔技术的基础，两者工艺十分相似，通过掌握WLCSP 封装技术（尤其是Shellcase 系列WLCSP）能快速进入硅通孔技术领域，在未来三维封装技术中扮演主要角色。
晶圆级芯片尺寸封装与传统封装的区别
资料来源：公开资料
据Yole Development 预测，WLCSP 封装的市场容量将由2010 年的14 亿美元左右增长至2018 年的32 亿美元，年复合增长率为12%，占先进封装比例约11%，占全球封测业比例约6%。受益消费电子、汽车电子等小尺寸芯片的需求拉动，我们预计2019 年WLCSP封装市场容量约35 亿美元，占比有望进一步提升。
WLCSP 主要采用晶圆凸点封装和Shellcase 系列WLCSP 两种封装技术。晶圆凸点封装是一种技术难度相对较低的WLCSP 封装形式，它的主要特点是在芯片正面直接引出电路及焊垫，而Shellcase 系列WLCSP 不仅可以在芯片正面直接引出电路及焊垫，也可以将芯片的电路引至芯片的背面后再制作焊垫，Shellcase 系列WLCSP 封装包括了晶圆凸点封装的技术要点，其技术难度要高于晶圆凸点封装，且工艺流程也较晶圆凸点封装复杂。由于在技术难度和应用领域上存在显著差异，晶圆凸点封装技术单价比Shellcase 系列封装技术单价低。Shellcase系列WLCSP 在影像传感器封装上具有绝佳的优势，而晶圆凸点封装由于在芯片正面引出焊垫，无法应用至影像传感器等领域。
