先进封装2024年三大看点

先进封装与传统封装技术以是否焊线来区分。先进封装包括倒装(FlipChip)、凸块(Bumping)、晶圆级封装(Wafer level package)、2.5D封装和3D封装等非焊线形式。传统封装的功能主要在于芯片保护、尺度放大、电器连接三项功能，先进封装在此基础上增加了提升功能密度、缩短互联长度、进行系统重构三项新功能。

在HPC（高性能计算）和AI技术的推动下，先进封装技术迎来了前所未有的发展机遇。随着AI技术的持续进步，众多应用场景以及芯片对高算力、高带宽、低延迟、低功耗、更大内存和系统集成等特性提出了更为严格的要求。在这一背景下，先进封装技术扮演着至关重要的角色。

数据显示，2023年，市场上主要AI加速芯片所搭载的HBM（高带宽内存）总容量将达到2.9亿GB，增长率接近60%。2024年增长率将超过30%。同时，随着高端AI芯片的需求增加，先进封装产能预计在2024年增长30%至40%。YOLE数据显示，全球先进封装市场在2022年至2028年期间预计将以9%的 年 复合增长率（CAGR）持续扩大。全球先进封装市场规模有望从2022年的429亿美元增长到2028年的786亿美元。

就不同的封装技术而言，FCBGA、FCCSP和2.5D/3D封装技术将在2024年成为市场的主流。2.5D/3D封装技术增速最快，YOLE预计其市场规模将从2022年的94亿美元大幅跃升至2028年的225亿美元， 年 复合增长率高达15.6%。

在高性能计算蓬勃发展的当下，先进封装技术之一的Chiplet（小芯片）备受业界瞩目。

中国半导体行业协会副秘书长兼封测分会秘书长徐冬梅指出，由于AI和HPC领域需要处理大规模数据和复杂计算，对芯片设计规模的要求极高，因此这两个领域对于Chiplet技术的需求更为迫切。随着AI应用不断发展，其背后的芯片需求也日益旺盛，展现出Chiplet市场的巨大潜力和增长空间。数据显示，到2024年，Chiplet芯片的全球市场规模将达到58亿美元，2035年将达到570亿美元。

与此同时，随着算力需求的不断提升，3D封装技术也将在2024年迎来一场“排位赛”。据悉，3D封装技术将多个芯片或器件垂直堆叠，从而显著提高集成度，缩短互联长度，进一步提升整体性能。全球先进芯片封装市场规模预计将从2022年的443亿美元增长到2027年的660亿美元，3D封装预计将占四分之一左右。

数据来源：Yole Intelligence

2024年，台积电、英特尔和三星电子等企业纷纷加大投入，推动3D封装技术的研发和应用。台积电的SoIC技术作为业内首个高密度3D Chiplet堆迭技术，已经实现了商业化应用，并获得了市场的广泛认可。据了解，台积电将在2024年将SoIC技术的月产能从此前的1900片，拓展到月产能将超过3000片，增幅近60%。

除了台积电外，英特尔和三星电子的3D封装技术也将在2024年实现量产。2024年1月，英特尔宣布其首个3D封装技术Foveros已实现大规模量产。与此同时，三星也在积极开发其3D封装技术X-Cube，并表示将在2024年量产。其为AI芯片开发的最新3D封装技术SAINT也渐行渐近，有消息称SAINT也将于2024年量产。

2024年，中国半导体企业也加大在先进封装领域的布局。厦门云天半导体科技有限公司董事会秘书刘耕向《中国电子报》表示，国内封装企业除了布局传统封装，也在布局晶圆级封装，包括扇出型晶圆级封装，以及倒装芯片封装等。

长电科技CEO郑力表示，随着绿色可持续发展概念的不断普及，宽禁带半导体也展现出了巨大的市场增长潜力。要保证宽禁带半导体器件性能的稳定可靠，离不开先进的封装技术。以5G射频技术为例，为了实现5G的高带宽、高速率和低延迟特性，产业界在5G射频技术中大量采用了氮化镓、碳化硅、硅基氮化镓等宽禁带半导体器件。这也意味着需要用更先进的封装技术，将不同物理特性的宽禁带半导体元器件整合在一起，并实现信号的高速、低延迟传输，以发挥出宽禁带半导体的最大能效。“虽然技术难度很高，但这也是提升5G以及未来6G、Wi-Fi 6、Wi-Fi 7等信号传输效率的关键一环。”郑力说道。

通富微电在先进封装领域也频频发力。据悉，通富微电已经建成了融合2.5D、3D、MCM-Chiplet等先进封装技术的VISionS先进封装平台及超大尺寸FCBGA研发平台。与AMD、意法半导体等国际企业在先进封装领域均有合作。

云天半导体正在发力玻璃基产品。刘耕表示，在保证WLP（晶圆级封装）稳定量产并提升产能的同时，云天半导体未来的发力点会放在新的玻璃基产品，2D/3D用于高频滤波的玻璃基IPD（无源器件集成）已经开始量产，也可用于如功率放大器和功率器件的匹配芯片。同时玻璃基扇出、玻璃基转接板等产品已逐步进入产品化阶段。

与国际先进水平相比，中国在先进封装领域仍存在一定的差距。数据显示，2023年全球封装市场中先进封装占比为49%，中国为39%，低于全球水平。

徐冬梅认为，目前，我国封装领域总体仍以传统的中低端封装为主，先进封装技术水平与国际先进水平还存在一定差距。在核心单元技术、高密度布线、芯片倒装、晶圆级塑封等方面，我国尚未形成完整的技术体系，全流程开发也尚未完成。此外，先进封装所需的关键设备和材料配套还未完善，供应链能力有待提升。为了弥补这些短板，我国需要加强先进封装技术的研发和创新，提升核心技术和供应链能力。这包括加大对先进封装技术的研发投入，加强与国际先进企业的合作与交流，引进和培养高端人才，推动产学研深度融合等。同时，还应加强政策支持和资金投入，为先进封装技术的发展提供有力保障。