半导体先进制程的进展速度放缓，芯片性能面临提升难度加剧，产业发展过程中遭遇了“存储墙”和“功能墙”等瓶颈问题。
先进封装技术作为解决芯片封装小型化和实现高密度集成等难题的关键途径，正在成为半导体行业发展的重要趋势。据报道，英伟达最新Blackwell构架GPU芯片需求强劲，已包下台积电今年超过70%的CoWoS-L先进封装产能，出货量以每季环比增长20%以上逐季冲高。受益于AI数据中心和汽车电子等下游的强劲需求，行业内各大厂商均加码布局先进封装技术。半导体芯片封装行业概览
封装是用特定材料和工艺技术对芯片进行安放、固定和保护芯片性能，并将芯片上的接点连接到封装外壳上，实现芯片内部功能的外部延伸。每一代封装技术演进的本质是为了实现更高密度的集成、减小面积浪费以及提高元器件反应速度。
随着先进工艺制程的持续突破，当前封装行业已实现从传统封装到先进封装的跨越。传统封装是先将晶圆切割成单个芯片再进行封装的工艺。主要利用引线框架作为载体，采用引线键合互连的形式进行封装，包括 DIP、SOP、SOT、TO、QFP 等封装形式。其功能是为芯片提供机械保护，以及确保机械和电气连接的稳定性等。先进封装主要采用键合互连并利用封装基板来实现封装，应用先进的集成工艺对芯片进行封装级重构，实现芯片更加紧密集成。资料来源：Yole 《Advanced packaging market and technology trend 》先进封装技术在不单纯依靠芯片制程工艺实现突破的情况下，通过晶圆级封装和系统级封装，提高产品集成度满足终端应用对芯片轻薄和高性能的需求，同时大幅降低芯片成本。
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先进封装概览
先进封装主要包括倒装芯片（FlipChip，FC）封装、晶圆级封装（Wafer LevelPackage，WLP）、Fan-in/Fan-out 封装、2.5D 封装、3D封装等。晶圆级封装：优势是先封装后切割，明显降低封测后的芯片尺寸。在晶圆阶段就对芯片进行封装，然后切割成单个芯片，减少了封装过程中的工序和成本，适合移动消费电子产品、超级计算机、人工智能和物联网设备的芯片封装。2.5D封装：是介于2D和3D封装之间的技术，将处理器、存储等若干芯片并列排布在中介层上，利用RDL、硅桥、硅通孔（TSV）等技术实现更高密度的互联。目前最有代表性且已经实现大规模量产的先进封装是采用台积电CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）封装形式的英伟达GPU芯片。CoWoS封装形式中的“CoW”指芯片堆叠; “WoS”则是将芯片堆叠在基板上。根据应用的不同，台积电将CoWoS封装技术细分为三种类型：CoWoS-S、CoWoS-R以及CoWoS-L。例如，英伟达B100和B200都采用了台积电CoWoS-L封装技术。
3D封装：是将多个芯片垂直堆叠，通过硅通孔（TSV）实现芯片之间的电气连接。该技术最早在CMOS图像传感器中应用，目前可用于DDR、HBM 等存储芯片封装中，技术难度最高。当前先进封装向系统集成、高速高频和三维方向发展，2.5/3D封装增速领先。先进封装的关键技术节点因封装形式的不同而有所差异。一般来说，判断各家封装厂3D封装技术能力的好坏，TSVDiameter、I/O Pitch、RDL-LS的精度等是重要的标准。TSV技术通过在硅基板中创建垂直的导电通道，实现芯片间的直接连接，不仅能够实现高密度的垂直互连，还能显著减少信号延迟，提高数据传输速率。
先进封装市场格局
半导体企业的经营模式分为IDM（垂直整合制造）和垂直分工两种主要模式。IDM模式企业内部完成芯片设计、制造、封测全环节，具备产业链整合优势，代表厂商有英特尔、三星、德州仪器等。垂直分工模式芯片设计、制造、封测分别由芯片设计企业（Fabless）、晶圆代工厂（Foundry）、封测厂（OSAT）完成，形成产业链协同效应。在先进封装领域，晶圆厂和封测厂均积极布局，相互之间既有竞争也有合作。晶圆厂依靠前道工艺优势入局先进封装，其中，台积电、英特尔和三星等晶圆厂优势突出。2.5D：CoWoS（台积电）、EMIB（英特尔）、I-Cube（三星）等；3D：SoIC（台积电）、Foveros（英特尔）、X-Cube（三星）等。台积电是先进封装技术创新的引领者之一，早在2008年便成立集成互连与封装技术整合部门入局先进封装，目前已形成CoWoS、InFO、SoIC技术阵列。近年来，台积电每年资本开支中约10%投入先进封装、测试、光罩等。英特尔推出了EMIB、Foveros和Co-EMIB等先进封装技术，通过2.5D、3D和埋入式3种异质集成形式实现互连带宽倍增与功耗减半的目标；英特尔希望到2030年实现单个封装中集成1万亿个晶体管的目标。三星电子提供2.5D封装I-Cube、3D封装X-Cube等，2024年7月AVP业务团队重组为AVP开发团队，以加强2.5D、3D等先进封装技术。基于封装技术的参与者画像（半导体封测头部大厂在先进封装领域的技术节点）：
资料来源：Yole相比传统封装，先进封装不仅需求增速更高，在产业链中的价值占比也更高。
因此，传统OSAT（委外半导体封测）近年来也大力发展先进封装以获取价值增量。国内封测企业按照技术储备、产品线情况、先进封装收入占比等指标，一般可分为三个梯队。第一梯队企业已实现第三阶段焊球阵列封装（BGA）、栅格阵列封装（LGA）、芯片级封装（CSP）稳定量产，且具备全部或部分第四阶段封装技术量产能力（如SiP、Bumping、FC），同时已在第五阶段晶圆级封装领域进行了技术储备或产业布局（如TSV、Fan-Out/In）。中国大陆独立封测第一梯队代表企业有长电科技、通富微电、华天科技等。根据芯思想数据，三家厂商在2023年全球前十大OSAT（封测企业）排名中，分别占据第三、第四和第六的位置。
资料来源：芯思想公开资料显示，长电科技推出的XDFOI®Chiplet高密度多维异构集成系列工艺已按计划进入稳定量产阶段，该技术涵盖2D、2.5D、3D集成技术。通富微电超大尺寸2D+封装技术、3维堆叠封装技术、大尺寸多芯片Chiplast封装技术已通过客户验证。此外，华天科技、晶方科技、甬矽电子、深科技、太极实业、苏州固锝等公司亦积极布局先进封装。华天科技已经具备3DNANDFlash32层超薄芯片堆叠封装能力，甬矽电子也拥有成熟的RDL及凸点加工能力。
此外，产业链上下游厂商包括芯原股份（IP设计，Chiplet平台化芯片定制）、国芯科技（Chiplet技术）、华大九天（先进封装自动布线工具和先进封装物理验证）、纳芯微、江波龙多层叠die技术（2.5D）、景嘉微（先进封装测试产线）、芯碁微装、兴森科技（ABF载板）等众多厂商也在各环节加速布局。整体来看，封测厂扎根于载板，主要聚焦于CoWoS中的后道oS工艺，提供的解决方案也以2D/2.5D为主。由于CoW工艺与前道工艺相近，代工厂更擅长对晶圆的加工能力，因此代工厂在2.5D/3D技术上的布局更为前瞻。先进封装核心设备
核心设备对于实现先进封装技术的高性能和小型化至关重要。COW倒装固晶、CMP、电镀、临时键合与解键合、量检测以及光K是核心的制造环节，在生产线上所需的设备价值量总计达到约50%。先进封装对光K、刻蚀等晶圆级设备精度等性能的要求低于前道工艺。国产前道设备厂商向先进封装领域布局属于技术降维，根据公开资料显示，国内厂商中华海清科（CMP设备）、盛美上海（电镀）、芯源微（涂胶显影、临时键合与解键合）、中微公司（TSV深硅刻蚀）、拓荆科技（混合键合设备）等是该领域主要布局厂商，未来在国内先进封装产线有望占据较高份额。后道工艺布局厂商包括文一科技、耐科装备、新益昌（固晶机）、光力科技（减薄机）、德龙激光（SIP封装）、奥特维（半自动划片机）、长川科技、华峰测控、三超新材等。
半导体先进封装上下游各环节布局厂商众多，除先进封装设备外，近年来各类材料及技术厂商也加速参与到产业链布局。例如，晶方科技（晶圆级硅通孔TSV封装技术）、壹石通（Low-α射线球形氧化铝材料）、英诺激光（ABF和玻璃等材料）、德邦科技（晶圆固定/导电等方案）、景嘉微（有先进封装测试生产线）、江化微（二氧化硅蚀刻液）、上海新阳（先进封装用电镀液）、迈为股份（封装工艺整体解决方案）等。在当前AI等新兴领域的带动下，移动和消费类、电信和基础设施以及汽车等终端市场需求的强劲增长，先进封装市场快速增长，产业链各细分环节都有望迎来国产替代广阔机遇。
来源：乐晴智库精选
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