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一、半导体封测行业概述 半导体的生产过程可分为晶圆制造工序（Wafer Fabrication）、封装工序（Packaging）、测 试工序（Test）等几个步骤。其中晶圆制造工序为前道（Front End）工序，而封装工序、测试 工序为后道（Back End）工序。 封装是指将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封，使电路与 外部器件实现连接，并为半导体产品提供机械保护，使其免受物理、化学等环境因素损失的工艺。测试是指利用专业设备，对产品进行功能和性能测试，测试主要分为中测和终测两种。 （一）处于半导体产业链下游 半导体是电子终端产品的关键组成部分，产业链可分为设计、制造、封测三大环节。半导体 设计人员根据需求完成电路设计和布线，晶圆厂在晶圆上完成这些电路的制造，刻好电路图的晶 圆再送到封测厂进行封装和测试，检测合格的产品便可应用于终端产品中。 半导体企业的经营模式可分为垂直整合和垂直分工两大类。采用垂直整合模式（Integrated Device Manufacturer，IDM）的企业可以独立完成芯片设计、晶圆制造、封装和测试等生产环节， 代表企业包括英特尔、三星等。垂直分工模式为Fabless设计+Foundry制造+OSAT封测。 Fabless 芯片设计公司采用无晶圆厂模式，只负责研发设计和销售，将晶圆制造、封装、测试外包出去， 代表企业包括高通、英伟达等；Foundry 晶圆代工厂仅负责晶圆制造，代表企业包括台积电、中 芯国际等；OSAT（Outsourced Semiconductor Assembly and Testing）为外包封测企业，仅负 责封装测试环节，代表企业包括日月光、安靠、长电科技等。 （二）封测行业市场规模 根据 Yole 的数据，全球封测行业市场规模保持平稳增长，预计从 2019 年的 680 亿美元增 长到 2025 年的 850 亿美元，年均复合增速约 4%。根据中国半导体行业协会的数据，中国封测 行业市场规模从 2011 年的 976 亿元增长到了 2019 年的 2350 亿元，年均复合增速约 11.6%， 显著高于全球增速。 二、封测技术及发展方向 （一）封测生产流程 晶圆代工厂制造完成的晶圆在出厂前会经过一道电性测试，称为晶圆可接受度测试（Wafer Acceptance Test，WAT），WAT 测试通过的晶圆被送去封测厂。封测厂首先对晶圆进行中测（Chip Probe，CP）。 由于工艺原因会引入各种制造缺陷，导致晶圆上的裸 Die 中会有一定量的残次品， CP 测试的目的就是在封装前将这些残次品找出来，缩减后续封测的成本。在完成晶圆制造后， 通过探针与芯片上的焊盘接触，进行芯片功能的测试，同时标记不合格芯片并在切割后进行筛选。 CP 测试完成后进入封装环节，封装工艺流程一般可以分为两个部分，用塑料封装之前的工艺步 骤称为前段操作，在成型之后的工艺步骤称为后段操作。 基本工艺流程包括晶圆减薄、晶圆切割、 芯片贴装、固化、芯片互连、注塑成型、去飞边毛刺、上焊锡、切筋成型、打码等。因封装技术 不同，工艺流程会有所差异，且封装过程中也会进行检测。封装完成后的产品还需要进行终测 （Final Test，FT），通过 FT 测试的产品才能对外出货。 （二）先进封装是后摩尔时代的必然选择 1、封装技术发展史 封装技术的发展需要满足电子产品小型化、轻量化、高性能等需求，因此，封装技术过去和 未来的发展趋势均是高密度、高脚位、薄型化、小型化。 根据《中国半导体封装业的发展》，半导体封装技术的发展历史可大致分为以下五个阶段： 第一阶段：20 世纪 70 年代以前（通孔插装时代），封装技术是以 DIP 为代表的针脚插装， 特点是插孔安装到 PCB 板上。这种技术密度、频率难以提高，无法满足高效自动化生产的要求。 第二阶段：20 世纪 80 年代以后（表面贴装时代），用引线替代第一阶段的针脚，并贴装到 PCB 板上，以 SOP 和 QFP 为代表。这种技术封装密度有所提高，体积有所减少。 第三阶段：20 世纪 90 年代以后（面积阵列封装时代），该阶段出现了 BGA、CSP、WLP 为代表的先进封装技术，第二阶段的引线被取消。这种技术在缩减体积的同时提高了系统性能。 第四阶段：20 世纪末以后，多芯片组件、三维封装、系统级封装开始出现。 第五阶段：21 世纪以来，主要是系统级单芯片封装（SoC）、微机电机械系统封装（MEMS）。 目前全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期和快速发展期，以 CSP、BGA、WLP 等主要封装形式进入大规模生产时期，同时向第四、第五阶段发展。从发展历史可以看出，半导 体封装技术的发展趋势可归纳为有线连接到无线连接，芯片级封装到晶圆级封装，二维封装到三 维封装。 2、先进封装市场规模 摩尔定律的放缓、异质集成和各种大趋势（包括 5G、AI、HPC、物联网等）推动着先进封 装市场强势发展。根据 Yole 的数据，2019 年全球先进封装市场规模约 290 亿美元，预计 2025 年增长到 420 亿美元，年均复合增速约 6.6%，高于整体封装市场 4%的增速和传统封装市场 1.9% 的增速。 从下游应用市场来看，移动设备和消费电子对集成度要求高，是先进封装最大的细分市场， 2019 年占比达 85%，2019-2025 的 CAGR 为 5.5%，略低于整体增速，2025 年将占先进封装 市场的 80%。 电信和基础设施是先进封装市场中增长最快的细分市场，CAGR 约为 13%，市场 份额将从 2019 年的 10%增至 2025 年的 14%。汽车与运输细分市场在 2019 年至 2025 年期间 将以 10.6%的 CAGR 增长，到 2025 年达到约 19 亿美元，但其在先进封装市场中所占的份额仍 将持平，约 4%。 从技术分类来看，3D 堆叠封装、嵌入式芯片封装、扇出型封装在 2019 年到 2025 年的增速 更高，CAGR 分别为 21%、18%、16%。扇出型技术进入移动设备、网络和汽车领域；3D 堆叠 技术进入 AI/ML、HPC、数据中心、CIS、MEMS/传感器领域；嵌入式芯片封装进入移动设备、 汽车和基站领域。 从先进封装收入构成来看，倒装技术占比遥遥领先，2018 年占比 81%。 从晶圆数来看，2019 年约 2900 万片晶圆采用先进封装，到 2025 年增长为 4300 万片，年均复合增速为 7%。其中倒装技术占比最高，3D 封装增速最快。 三、封测领域竞争格局 原来封测领域的厂商主要有两类，一类是 IDM 公司的封测部门，主要完成本公司半导体产品的封测环节，属于对内业务；第二类是外包封测厂商 OSAT，其作为独立封测公司承接半导体设计公司产品的封测环节。 随着摩尔定律极限接近，基于硅平台的先进封装技术不断发展，晶圆代工厂利用其在硅平台的积累正在进入封测领域，尤其是先进封装。 我们的重点是关注 OSAT 公司和晶圆代工厂在封测领域的竞争情况。 （一）前十大 OSAT 企业 1968 年，美国公司安靠的成立标志着封装测试业从 IDM 模式中独立出来，直到 2002 年安靠一直是全球封测龙头。1987 年台积电成立，成为全球第一家专业晶圆代工企业，并且长期占据全球晶圆代工 50%以上的市场份额。 台积电的成功也带动了本地封测需求，台湾成为全球封 测重地，日月光在 2003 年取代安靠成为全球封测龙头。至今全球前十大 OSAT 企业中有 6 家来自台湾。 封测是我国半导体产业链中国产化水平较高的环节，全球前十大外包封测厂中，我国占了三席，分别是第三的长电科技、第六的通富微电和第七的天水华天。 （二）晶圆厂入局 1、台积电领先地位凸显 台积电于 2008 年底成立集成互连与封装技术整合部门，经过超十年的构建，目前已经完成晶圆级系统整合（WLSI）技术平台，该平台利用台积电公司工艺制程与产能的核心竞争力，建立支援异质系统整合与封装能力，以满足特定客户在芯片性能、功耗、轮廓、 周期时间及成本 的需求。 至今，在先进封装领域，台积电的领先地位已经尤其突显。从2019年封装收入排名来 看，台积电在 OSAT 中排名第 4，约 30 亿美元，约占台积电收入的 8.4%。 从技术来看，台积电重心在发展扇出型封装 InFO（Integrated Fan Out，整合扇出型封装）、2.5D 封装 CoWoS （ Chip-on-Wafer-on-Substrate ， 基板上晶圆上芯片封装） 和 3D 封 装 SoIC （System-on-Integrated-Chips，集成芯片系统）。 CoWoS 于 2011 年推出，2013 年在赛灵思 28nm 的 FPGA 上量产，之后随着 AI 的发展被 大量采用，包括英伟达的 GP 100、谷歌的 TPU 2.0 等；InFO 于 2014 年投入研发，2016 年台 积电利用该技术获得了苹果 APU（A10）订单，InFO 成为台积电独占苹果 A 系列处理器订单的 关键；SoIC 还处于研发中，预计 2021 年量产。 2、中芯国际携手封测厂入局

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（来源：满天芯的财富号 2021-03-23 11:51） [点击查看原文]