【芯觀點】晶圓廠入局先進封裝背后的“算盤”

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報道，“先進封裝將是撬動半導體產業繼續向前的重要杠桿。”國內集成電路封裝行業領軍人物于大全曾如此表態。

隨著摩爾定律——這條被半導體產業界奉為圭臬的理論逐漸失效，半導體技術爭奪戰已由晶圓代工先進制程，延伸至先進封裝。在這場沒有硝煙的“戰爭”中，為了取得勝利，晶圓代工廠各有“算盤”。

9月3日，聯電與封測廠商頎邦共同宣布股權交換案，未來雙方將建立長期策略合作關系。 事實上，晶圓代工廠入局封測領域并不鮮見，包括臺積電、三星、英特爾、中芯國際等在很早之前就已布局先進封裝。具體到聯電方面，它選擇入股封測廠商頎邦有何“心思”？對晶圓代工廠而言，改變以往分工合作的模式，選擇自己做先進封裝，這是否是一筆劃算的商業考量？

聯電的“心思”

我們先從較早入局先進封裝的三家晶圓代工廠——臺積電、三星、英特爾的情況來對比下聯電此次入局封測領域的不同點。

臺積電早在2012年便已開啟了在封裝領域的布局，并于2020 年整合旗下 SoIC、InFO 及 CoWoS 等 3D IC 技術平臺，并命名為“3D Fabric”。目前，臺積電在中國臺灣已設有四座自有先進封測廠區，主要提供晶圓凸塊、先進測試、3D 封裝等業務。

英特爾方面則推出Foveros 3D堆疊封裝技術與EMIB（嵌入式多管芯互連橋）封裝。在2020年架構日中，英特爾又介紹了最新的封裝技術——“混合結合（Hybrid bonding）”。

三星電子方面，在2015年失去蘋果訂單之后，就開始研發先進封裝FOPLP技術。2018年，三星電子的3D封裝技術“X-Cube”開發完成。

與臺積電、三星、英特爾選擇自己研究先進封裝技術不同，聯電從放棄先進制程起就全力專注成熟制程，蹲馬步等待曙光，并沒有選擇踏入研究，現在以換股的形式入局封測廠商也是對未來客戶布局的一步棋。業內人士認為，從換股角度來看，沒有現金支出比例又小，現在很難從經濟效益上看到太大變化。但是聯電選擇與頎邦的換股聯盟很大一部分原因也是為了加強自己的封測后盾。

聯電的發展和“聯家軍”息息相關。聯電在上下游有一群兄弟公司，能針對各種不同應用量身打造制程技術，這其中就包括矽品。然而在2015年8月，日月光對矽品精密發起公開收購，并于2017年收購完成。此收購案的完成，也意味著“聯家軍”配套的封測企業已經失去，這也影響到中游的晶圓代工聯電、上游的IC設計聯發科。

因此，業內人士對表示，聯電方面，原本與矽品關系緊密，屬于“聯家軍”。但后來矽品并入日月光后，聯電為了鞏固封測產能，決定入股頎邦也不失為一項策略。雖然頎邦并非封測領域的全部制程都做，但跟頎邦聯盟至少可以保障聯電旗下的聯詠有穩定的供貨來源。

據了解，頎邦的技術制程主要是聚焦于面板驅動IC封裝測試、覆晶凸塊制作及晶圓級芯片尺寸封測 (WLCSP)，并持續投入扇出型系統級封裝 (FOSiP) 及覆晶系統型封裝 (FCSiP) 等相關高階先進封裝技術制程開發。頎邦是全球第9大封測廠商，但在驅動IC封裝上則已是全球第一大廠商，全球市占率約50%左右，由于驅動IC主要利用成熟制程生產，聯電入股頎邦將有利于客戶服務上下游整合。

業內人士還提到，聯電未來產品鎖定在GaN on RF application(5G射頻元件)，頎邦這一塊封測也進入多年，所以上下游的整合是有價值的，聯電旗下聯潁光電氮化鎵 (GaN)已經相當成熟，頎邦與聯電在化合物半導體氮化鎵 (GaN) 功率元件與射頻元件制程上加快合作，未來的前景同樣可期。

先進封裝將成下一個主戰場

眾所周知，摩爾定律在2D芯片微縮上，面臨越來越多挑戰，不足以支撐制程推進需求，而通過Chiplet (小芯片)、異質整合、3D 堆疊技術，可替摩爾定律“續命”，這也使得封裝技術漸漸由傳統封裝走向先進封裝，朝系統級、晶圓級等先進封裝技術邁進。

先進封裝技術目前已經成為半導體產業創新、向前再推進的重要關鍵，繼續推動產業參與者探索新領域，同時也進一步成為彌合IC芯片、PCB之間發展差距的重要關鍵。

數據也預示著先進封裝未來市場將持續強勁成長。根據Yole Developpement最新的數據，2020年至2026年，先進封裝市場復合年增長率約為7.9%。到2025年，該市場營收就將突破420億美元，這幾乎是傳統封裝市場預期增長率(2.2%)的三倍。其中，2.5D/3D堆疊IC、嵌入式芯片封裝(Embedded Die, ED)和扇出型封裝(Fan-Out, FO)是增長最快的技術平臺，復合年增長率分別為21%、18%和16%。

圖源：Yole Developpement

事實上，全球半導體供應鏈的所有參與業者也正大力推動先進封裝業務，包括晶圓代工、基板/PCB供應商、EMS/ODM等不同業務模式的參與業者正積極進軍這一先進封裝市場，蠶食OSAT的市場占有率，特別是先進封裝業務。

Yole先進封裝團隊主分析師Favier Shoo強調，“龍頭企業必須迅速行動，發揮優勢，才能取得創新與競爭力，先進封裝技術無疑是攸關成敗關鍵。”

此外，半導體業界人士如是指出，芯片制程與封裝密切相關，隨著芯片先進制程愈來愈受到摩爾定律極限的限制，先進封裝技術成為是下一代半導體決勝的關鍵，這也是讓臺積電、三星等皆跨入先進封裝技術研發的重要原因。

晶圓廠入局先進封裝是否劃算？

封測外包是全球半導體分工的產物，1968 年，美國公司Amkor的成立標志著封裝測試業從IDM模式中獨立出來。1987 年臺積電的成立更進一步推動了半導體的分工合作模式，它的成功更是帶動了本地封測需求，中國臺灣因此成為全球封測重地。全球前十大外包封測廠中有 6 家來自中國臺灣。現如今，晶圓代工巨頭們改變分工合作的模式，紛紛重新入局封裝領域，這是否是一筆劃算的生意？

圖源：臺媒經濟日報制圖

毋庸置疑，在高效能、高整合、小面積、低功耗等IC產品要求下，加上各晶圓代工廠都希望能與客戶達成更緊密的合作，而先進封裝技術就成了拿下客戶的法寶之一。2016年，臺積電擊敗三星電子，取得蘋果(Apple)A系列應用處理器獨家晶圓代工訂單，其中所憑借的，除先進的制程技術外，當時臺積電所開發全新IC封裝技術整合型扇出晶圓級封裝(InFO WLP)亦成為勝出關鍵因素之一。自此，也讓后段IC封裝技術成為IC制造的重要顯學。

臺媒《先探投資周刊》報道指出，當前，芯片正向7nm、5nm的先進制程推進，也對封裝制程的要求越來越高，臺積電、三星、英特爾等晶圓代工廠大廠在近年相繼跨入先進封裝技術領域，盡管對于傳統封裝廠而言他們是該領域的新進者，但帶來的影響卻是顯著的，擁有先進制程的臺積電，先進封裝也已經是項成熟的業務。光電協進會特約顧問柴煥欣分析“在扇出型封裝及Ｄ封裝技術領先之下，已完整掌握芯片的生產架構，也更容易受到一線客戶如英偉達、AMD的青睞，為他們代工高端的產品”。

我們也可以通過臺積電，算一算晶圓廠入局先進封裝是否劃算。臺積電從十多年前開始耕耘先進封裝，經過多年發展，臺積電在扇出型和3D先進封裝平臺方面領先，提供各種產品，如InFO(及其變種)、CoWoS、WoW、3D SoIC 等。2019 年臺積電封裝收入在外包封測企業中排名第 4，約30億美元。

據報道，臺積電晶圓代工先進制程客戶群需求迫切，助攻旗下先進封裝業務大成長，包含來自蘋果等主要客戶持續導入，將帶動整體營運大加分。

業內人士估計，2021年臺積電先進封裝營收將突破百億美元，對營運有加分效果，主要來自7納米及更先進制程放量，其中，今年5納米產品設計定案量將超過40個，相關應用陸續搭配先進封裝3D Fabric平臺不同設計。

業界分析，臺積電先進封裝3D Fabric平臺快速壯大，一方面能降低委外導致的良率不佳風險，另一方面也能提高生產質量，特別是臺積電先進封裝廠區是全自動化生產，在生產或質量控制更能實時滿足客戶需求。

此外，定位為先進封裝企業的盛合晶微半導體（原中芯長電半導體，由中芯國際與長電科技于2014年共同發起成立），提供中段硅片制造和封測服務，2019年先進封裝相關業務實現收入4.76億元，占比2.2%。

業內人士對表示，“跟過去純IDM不同，現在的IDM模式其實早有改變。半導體企業應該站在核心技術與利潤效益來看現在的趨勢變化，如今各家企業的策略都是分工合作，同時也有競爭。”該人士還表示，長遠來看，策略聯盟形式將產生1+1>2效果，逐漸在產業鏈中進行橫向(并購)或縱向(上下游聯盟)的整合。

結語：可以預見，在“后摩爾時代”，先進封裝的地位將變得越來越重要。然而，未來市場的爆發期尚未來臨，但不管是對于晶圓廠還是傳統封裝廠商來說，現在的布局考驗著各家從技術、市占率與營收的整體藍圖。誰能在未來更勝一籌？這場競賽值得期待。

（holly）

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