封測即集成電路的封裝、測試環節，是加工后的晶圓到芯片的橋梁。在半導體產業鏈中，封測位于 IC 設計與 IC 制造之后，最終 IC 產品之前，屬于半導體制造后道工序，主要是將晶圓廠完成的晶圓片切割成裸片，進行封裝和測試，最后輸出芯片成品給芯片設計公司。

其中封裝是指將生產加工后的晶圓進行切割、焊線塑封，使集成電路與外部器件實現電氣連接、信號連接的同時，對集成電路提供物理、化學保護。測試是指利用專業設備，對封裝完畢的集成電路進行功能、性能測試。封裝環節占據封測價值量的絕大部分，據Gartner統計，封裝環節占整個封測市場份額的80-85%，測試環節占整個封測市場份額約15-20%。

目前中國大陸已成為全球最大的集成電路終端產品消費市場和制造基地，受益集成電路產業加速向大陸轉移的趨勢，全球晶圓制造產能也不斷向中國大陸轉移，諸如臺積電、 中芯國際、長江存儲等企業在中國大陸大力投資建廠。

同時在國產替代的背景下，上游的芯片設計公司選擇將訂單回流到國內，大批新建晶圓廠產能的釋放以及國內主流代工廠產能利用率的提升，晶圓廠的產能擴張也勢必蔓延至中下游封裝廠商，將帶來更多的半導體封測新增需求，也助推了設備和材料國產化的進程。

▲ELEXCON2021 SiP與先進封測展區火爆

在半導體產業熱度持續攀升的背景下，全球封測行業投資、并購熱情高漲。根據全球半導體觀察不完全統計，2021年共有23家企業宣布斥資布局封測市場。其中超百億元的投資有三起，分別來自英特爾、Amkor、日月光。中國大陸備受關注的三家封測龍頭企業長電科技、華天科技、通富微電，也都募集資金超十億元人民幣投入封測領域項目。另外，投資超十億元的企業還包括深南電路、新匯成微電子、瑞峰半導體。其中也不乏先進封測的布局，有如華天科技、甬矽電子、深科達、深科技、合肥頎中。

封測企業還希望通過并購封測產能，來保障自身的產出，同時一些芯片廠商也開始主動向下游拓展，以繼續提升競爭實力。根據全球半導體觀察不完全統計，2021年封測行業收購案有6起，分別涉及：聯測科技、矽格、長電科技、聯電、英飛凌、日月光。據IC insights 報告顯示，繼 2021 年同比增長 36%后，預計 2022年全球半導體行業資本開支將繼續增長 24%，達到 1,904 億美元，再創歷史新高。

▼2021-2022部分參與單位

▼更多SiP大會演講人及觀眾名單，詳見文末！

中國半導體產業迎來新轉折點

封測環節重要性提升

從摩爾定律遇到瓶頸開始，IC封測領域的發展就逐漸受到業界的重視?！胺鉁y業的發展昭示整個半導體行業未來?！敝袊雽w行業協會集成電路設計分會理事長、清華大學教授魏少軍近日指出：“封測業盡管看起來是以加工為主要特點，并且普遍被認為技術含量不太高，但是半導體真正的未來可能還在封測業?！?/span>

曾經，傳統封測在半導體產業鏈中是個并不起眼的環節。先進封裝的出現，讓業界看到了通過封裝技術推動芯片高密度集成、性能提升、體積微型化和成本下降的巨大潛力。隨著摩爾定律步伐放緩，封裝技術進一步成為推動半導體發展的關鍵力量之一，先進封裝的重要性也在日益提升。

▲2021年SiP China大會上海站盛況

一直以來，封測是中國集成電路發展最完善的板塊，技術能力與國際先進水平比較接近。此前，中國的封測產業在設計、制造、封測三個產業中的占比最高，設計產業占比非常低。而如今，設計業成為了中國半導體產業中的第一大產業，占到了全行業的43.2%，封測業從原來的行業第一，慢慢變成三個產業中的最后一位。雖然也在穩步前進，但占比已經縮小到26.4%，且很有可能會繼續減少。但是，這并不意味著我國封測產業的衰落，恰恰是封測產業乃至整體IC產業面臨的一個新轉折點。

魏少軍認為，封測占比的下降、設計占比的提升，意味著中國半導體產業正在從以加工為主要特征，轉向以創新為主要特征，也表明中國半導體產業不再僅僅是為別人加工，而是能擁有自身產品。這個轉變是一種戰略性的轉折點，也意味著中國半導體產業的三業占比（設計/制造/封測）更趨合理。

據中國半導體行業協會統計，2021 年中國集成電路銷售額首次突破萬億元，達到 10458.3 億元，同比增長 18.2%。其中，設計業銷售額為 4519 億元，同比增長 19.6%；制造業銷售額為 3176.3 億元，同比增長 24.1%；封裝測試業銷售額 2763 億元，同比增長 10.1%；三者占比為43.2%:30.4%:26.4%。依據世界集成電路產業三業結構合理占比(設計：晶圓：封測)的3:4:3，中國集成電路的封裝測試業的比例尚處于IC制造業比較理想的位置。

盡管封測的占比在減少，但這并不意味著封測產業變得不重要，相反，封測產業的地位愈發提升，也是中國半導體產業未來的重點發展領域。這是由于摩爾定律已經走到5納米，很快3納米可能也會進入量產，2納米已經開始研發。在未來的十年中，以COMS（基于互補金屬氧化物半導體的技術）為基礎的摩爾定律大概率就會走到盡頭。

魏少軍還指出，以三維混合鍵合技術為代表的微納系統集成，將是未來延續摩爾定律的主要手段。而如今十分火熱的Chiplet（芯粒）技術便是采用的三維混合鍵合，此項技術已經被視為先進封裝的重要發展技術之一，如今的智能芯片，特別是人工智能芯片，將大量采用“三維混合鍵合”技術，把計算存儲單元鍵和在一起。

可見，封測產業占比的下降，代表著中國半導體產業正向國際三業結構合理標準靠攏，而封測產業的重要性，仍在日益提升。

后摩爾時代

先進封裝成封測行業成長驅動力

“后摩爾時代”制程技術突破難度較大，工藝制程受成本大幅增長和技術壁壘等因素上升改進速度放緩。由于集成電路制程工藝短期內難以突破，通過先進封裝技術提升芯片整體性能成為了集成電路行業技術發展趨勢。

先進封裝技術未來發展方向朝著兩大板塊演進。先進封裝技術與傳統封裝技術以是否焊線來區分，先進封裝主要有帶倒裝芯片(FC)結構的封裝、晶圓級封裝(WLP)、 2.5D 封裝、3D 封裝等。未來發展方向一個是以晶圓級芯片封裝WLCSP(Fan-In WLP、 Fan-out WLP 等)，在更小的封裝面積下容納更多的引腳數；另一方向是系統級芯片封裝(SiP)，封裝整合多種功能芯片于一體，壓縮模塊體積，提升芯片系統整體功能性和靈活性。

封裝技術演進圖：

● 技術路線 1：

倒裝封裝（Flip-chip）

倒裝并不是一種特定的封裝工藝，而是一種芯片與基板的連接技術。傳統的引線鍵合方式中，芯片通過金屬線鍵合與基板連接，此種封裝工藝封裝出的芯片面積較大，逐漸不能滿足智能設備的小型化需求。倒裝芯片工藝是指在芯片的 I/O 焊盤上直接沉積，或通過 RDL 布線后沉積凸塊（Bump），然后將芯片翻轉進行加熱，使熔融的焊料與基板或框架相結合，芯片電氣面朝下。

倒裝封裝工藝可細分為FCBGA（倒裝芯片球柵格陣列封裝）和倒裝芯片尺寸封裝（FCCSP）兩種工藝，FCBGA在倒裝封裝（FC）中擁有最高的市場份額。由于使用小球而非針腳焊接，此項工藝解決了電磁兼容與電磁干擾問題，可以承受較高的頻率；I/O 密度高，可有效減少封裝面積；倒裝封裝的形式可使芯片背面直接接觸空氣，提升芯片散熱能力。由于上述優勢，FCBGA被廣泛應用于筆記本電腦、高性能計算（HPC）、AI 等領域。

FCCSP為倒裝封裝中成長性較好的細分工藝，對于高性能移動設備、汽車電子、人工智能等對性能和外觀均有很高要求的應用端具有十足的吸引力。FCCSP可提供優于標準焊線技術的電氣性能，并通過增加布線密度消除焊線線弧對 Z 軸高度的不利影響，因此，或將充分受益于上述應用端于未來幾年的快速發展。

據 Yole 數 據，2020 年FCCSP收入端，日月光以 23%的市占率位居首席， 其次為三星和安靠。而在半導體產業鏈的國產化替代大潮中，位列第四、五、六位的大陸廠商長電科技、華天科技、 通富微電將有望進一步提升倒裝芯片級封裝（FCCSP）市場份額。

● 技術路線 2：

晶圓級芯片尺寸封裝（WLCSP）

晶圓級芯片尺寸封裝（WLCSP）是將芯片尺寸封裝（CSP）和晶圓級封裝（WLP）融合為一體的新型封裝技術。對比傳統封裝將晶圓切割成單個芯片后再進行封裝，晶圓級封裝具有明顯的成本優勢。芯片尺寸分裝是指封裝面積與芯片面積之比小于 1.2:1 的技術，可有效促進電路的微型化。所以，晶圓級芯片尺寸封裝可明顯縮小 IC 尺寸，大幅提升信息傳輸速度，有效降低雜訊干擾幾率。

▲ELEXCON2021展會現場，400㎡完整展示晶圓級SiP先進封裝產線

按技術類型分，晶圓級芯片尺寸封裝可分為扇入型晶圓級封裝（FIWLP）和扇出型晶圓級封裝(FOWLP)。傳統的晶圓級封裝多采用扇入型結構（FI），主要應用于 I/O 引腳數量較少的集成電路芯片。隨著消費終端對電子產品性能要求的不斷提高，以及光刻機和芯片制造技術的持續推進，28nm 及以下的工藝制程逐漸成為主流，扇入型封裝已經不能完成在其芯片面積內的多層再布線和凸點陣列排布，扇出型晶圓級封裝應運而生。

扇出型封裝突破了 I/O 引出端數目的限制，在原尺寸內部無法全部排布所需 I/O 口數量時，通過特殊的填充材料，人為擴大芯片的封裝尺寸，并在整個封裝范圍上走線和排布 I/O。由于具有較小的封裝尺寸，FIWLP封裝可廣泛應用于電源管理芯片、串行閃存、射頻收發器、微處理器、無線充電芯片等領域，應用口徑廣闊。

扇出型晶圓級封裝為晶圓級封裝下最具成長性工藝，由于相較于FIWLP可提供更多的I/O數目，FOWLP在計算芯片等復雜度較高的集成電路中表現強勁。由于目前芯片制造工藝節點大多還在 28nm 及以上，I/O 數量相對較少，可以用扇入型晶圓級封裝及倒裝封裝方式解決，隨著未來芯片復雜程度的提升及制程的縮減，扇出型晶圓級封裝為大勢所趨。

目前，扇出型晶圓級封裝廣泛應用于智能手機及 PC 端微處 理器等終端?？紤]到消費電子高度集成化需求勢不可擋，疊加 FOWLP 工藝進一步成熟后有望在汽車電子、軍工電子、高算力 AI 等潛在領域大規模應用，我們認為 FOWLP 為晶圓級封裝下最具成長性工藝。

目前，臺積電集成扇出型封裝（InFO）工藝全球領先。長電科技、華天科技、通富微電、 晶方科技等大陸廠商也已開發出較為成熟的扇出型封裝方案，隨著持續的研發投入及資本擴張，預計大陸廠商在扇出型封裝中的市占率將進一步擴大。

● 技術路線 3：

系統級封裝（SiP）

系統級封裝（SiP）并不是某項具體工藝，而是通過并行或堆疊的方式將多種不同功能的芯片一起進行封裝的解決方案。根據國際半導體路線組織（ITRS）的定義：SiP為將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件，以及諸如 MEMS 或者光學器件等其他器件優先 組裝到一起，實現一定功能的單個標準封裝件，形成一個系統或者子系統。由于系統級分裝可顯著減小封裝體積，實現更復雜的功能，故其被視為實現超越摩爾定律的重要路徑。

▲2021年SiP China大會深圳站盛況

通過堆疊實現 Z 軸方向上的三維集成和信號聯通是系統級封裝重要的技術方向，典型技術有 3D 堆疊（3D-stacking）、硅通孔技術（TSV）、小芯片封裝技術（Chiplet）等。堆疊可進一步提升封裝密度，改善信號傳輸速度，降低功耗，但技術難度大，堆疊、穿孔等關鍵技術的成熟度和豐富度仍待提升。

將芯片在3D空間進行封裝是SiP乃至先進封裝工藝發展的趨勢，3D封裝及Chiplet封裝為系統級封裝的代表性工藝。3D 堆疊技術是指通過堆疊或過孔互連等工藝，使不同功能的芯片或結構在 Z 軸方向上形成立體集成、信號連通及封裝的技術。Chiplet 模式是通過 die-to-die 內部互聯技術將多個模塊芯片與底層基礎芯片封裝在一起，構成多功能的異構 SiPs 芯片的模式。

3月2日，AMD、Arm、Google Cloud、Intel、Meta、微軟、高通、三星、日月光、臺積電等半導體業者還成立了Chiplet標準聯盟“UCIe”，推動芯片互連技術標準化和促進開放式Chiplet生態系統。

由于SiP在異構集成方面的優勢，強調輕便型與功能性結合的消費電子為其最大應用領域，其次為通訊基礎設施領域及汽車電子領域。2.5D/3D封裝可較大提升封裝密度、縮小封裝尺寸，主要應用領域為消費電子、HPC 及汽車電子。

其中消費電子占據 2.5D/3D 封裝最主要的應用市場，而 HPC 將有最高的市場規模增速，將為 2.5D/3D 技術的真正驅動力。業界普遍認為，2.5D/3D 封裝是未來最具潛力與成長性的封裝工藝，或將重塑封裝領域競爭格局。

封測行業未來

全產業鏈創新協同發展是關鍵

隨著我國集成電路國產化進程的加深、下游應用領域的蓬勃發展以及國內封測龍頭企業工藝技術的不斷進步，國內封測行業市場空間將進一步擴大。而能否實現全產業鏈的協同發展，是封測行業能否提升產業價值、取得重大突破的關鍵。封測行業與整個半導體產業鏈不可脫節，相反，需要與前道工序有更加緊密的聯系。在未來的發展道路中，需要把設計、制造、封測交叉融合在一起協同發展，而不是獨立發展，才能使得產業的技術得到進一步的推廣和提升。

為促進半導體全產業鏈更緊密創新協同發展，ELEXCON 2022深圳國際電子展暨嵌入式系統展將舉辦第六屆中國系統級封裝展覽及大會（SiP China），繼續為全球供應鏈玩家提供合作和展示的舞臺，立足本土、協同全球。