五年后先进封装市场规模或达890亿美元，谁能挑战台积电？
21世纪经济报道见习记者 陈归辞 上海报道
本轮人工智能浪潮推动AI芯片需求急剧增长，先进封装作为“后摩尔时代”提升芯片性能的关键技术路径，正被进一步推至半导体行业的前沿。
台积电的CoWoS先进封装技术是当前AI及高性能芯片厂商的主流选择。英伟达的A100和H100、AMD的MI300等高端芯片均采用了该项技术。
由于需求激增，CoWos产能自2023年起面临持续紧缺。台积电总裁魏哲家今年7月表示CoWoS需求“非常强劲”，台积电将在2024年和2025年均实现产能至少翻倍，但至2026年前仍将无法满足客户需求。
据市场研究机构Yole Group，先进封装行业的市场规模在2023年达到378亿美元，预计到2029年将达到891亿美元，2023年到2029年的复合增长率为11%。包括台积电、英特尔、三星、日月光、安靠、长电科技等OSAT厂商在内的行业巨头，都在大力投资高端先进封装产能，预计2024年将为其先进封装业务投资约115亿美元。
人工智能浪潮无疑为先进封装行业带来了新的强劲动力。而先进封装技术的发展也能为消费电子、高性能计算、数据存储、汽车电子、通信等诸多领域的发展提供支持。
正因如此，先进封装领域如今备受资本与产业的瞩目。众多企业如今纷纷入局先进封装，技术创新与迭代异常活跃。在芯片国产化、人工智能竞赛的背景下，中国大陆在这一领域能否取胜也备受关注。
当前先进封装领域的趋势如何？中国大陆企业能否把握机遇，有力迎击挑战？
2.5D/3D封装增速最快
2010年前后，随着摩尔定律的放缓，半导体行业的焦点开始逐渐从先进制程转向先进封装。在由ChatGPT掀起的人工智能浪潮中，高端芯片的需求激增，先进封装技术的重要性由此进一步凸显，行业趋势也发生了新的变化。
在技术发展方向上，封装技术由“传统封装”演进至“先进封装”，总体不断朝向高引脚、高集成和高互联的方向发展。“先进封装”如今通常指倒装封装（FC）、晶圆级封装（WLP）、2.5D/3D封装、系统级封装（SiP）等封装技术。
但“先进”也是相对的。当下，业界似乎更倾向于视2.5D/3D封装为“先进封装”的代表。CoWoS封装技术便属此列。
“先进封装是一个相对的概念，随着技术的发展，它的内涵会发生变化。从引线框架、引线键合，到发展出倒装封装，再到晶圆级封装，然后到2.5D/3D封装——现在2.5D/3D封装乃至3.5D封装几乎被视为‘先进封装’的代名词。”华封科技董事长王宏波近日在海通证券举办的2024上海先导产业大会上表示。
的确，2.5D/3D封装当下似乎成为“兵家必争之地”。台积电、三星、英特尔、日月光、安靠、长电科技等半导体厂商都在2.5D/3D封装技术上积极投入和扩产，引发激烈的角逐。
据Yole Group，在所有封装平台中，2.5D/3D封装的增长速度最快。AI数据中心处理器的2.5D/3D出货量预计将强劲增长， 2023年到2029年复合增长率为23%。
扇出型面板级封装、玻璃基板封装崭露头角
值得注意的是，先进封装并非仅仅局限于服务高端芯片，“降本”也是它的一个重要发展方向。
王宏波指出：“业内对先进封装有一个先入为主的认识，认为先进封装一定是用于高端芯片的。这是因为先进封装原来的成本较高，所以只有高端芯片才用得起。但从工艺角度来说，先进封装其实并不局限于在高端芯片上使用。比如像最新涌现出的板级封装、玻璃基板封装等先进封装技术，成本很低，可以为降本服务。”
扇出型面板级封装和玻璃基板封装正成为先进封装的另外两个很具潜力的方向。
扇出型面板级封装（FOPLP）是一种兼顾性能和成本的先进封装方案。它在晶圆级封装技术（WLP）的基础上，将芯片分布在大尺寸面板上通过扇出布线互连，随着基板面积提升能够实现芯片制造成本下降。相较传统封装具有产效高、成本低的优势。
FOPLP最初主要用于移动应用，近年来已经逐渐应用于汽车芯片、人工智能、5G、服务器等。
但总体来说，FOPLP的发展还处于起步阶段，面临面板翘曲影响精度和良率、散热、产能等问题的挑战。台积电已宣布成立FOPLP团队，并规划建立小量产线。英伟达也表示最快将于2026年引入FOPLP。大陆方面，目前，奕成科技建成的大陆首座高端板级封测项目已投产，华润微、盛美上海和华天科技等头部半导体企业也已入局FOPLP。
在先进封装的材料革新上，开发玻璃基板以取代传统有机基板由英特尔率先发起，英特尔在该方面的探索已有约十年。今年，由于英伟达、三星、AMD、苹果等半导体大厂均对玻璃基板表示出浓厚兴趣，玻璃基板因此备受市场关注。
由于玻璃基板可在单个较小尺寸封装内配置更多裸片，并可提高光刻的焦深从而确保制造的精密性和准确性，它被视为下一代半导体封装材料。
王宏波表示，玻璃基板封装目前正处于“量产前夜”，玻璃基板封装将一方面用于高端AI芯片，另一方面由于其价格较传统封装材料低很多，也将有助于产品降本。
据悉，英特尔已宣布计划在2026年至2030年间实现玻璃基板量产。大陆方面，目前已有华天科技、雷曼光电、沃格光电等公司布局玻璃基板。
前道、后道企业涌入先进封装
前道与后道制程界限模糊，前道与后道众多企业涌入是先进封装领域呈现的另一个趋势。
“先进封装”处于前道晶圆制造与后道封装测试的交叉地带。有别于传统的后道封测工艺，先进封装的关键工艺需要在前道平台上完成，是前道工序的延伸。例如，2.5D/3D 封装中的关键技术硅通孔技术（TSV），需要在前道晶圆制造阶段进行通孔的刻蚀和填充，该项技术所需要的设备也与前道工艺存在重合。因此，前道与后道之间的界限变得模糊。
由于先进封装技术与晶圆制造技术存在相当程度的协同性和关联性，更由于AI浪潮带动了先进封装的巨大市场，国内外晶圆代工厂与集成设备制造商纷纷入局或加码先进封装。
后道封装测试厂商同样不愿错失良机，下游应用市场对先进封装需求的增长以及降本增效的需求，促使OSAT也在先进封装领域加码布局。
另外值得一提的是，先进封装热潮也给半导体设备企业和材料企业带来了新的发展动力。相关行业的格局可能将发生变化，企业需努力迎接挑战。
王宏波表示，如今玻璃封装正在崭露头角，如果这项工艺普及，由于它的成本比原来的基板和载板低很多，将给原来的基板企业和载板企业带来巨大冲击。将来可能会有另一拨公司跨界进入到先进封装领域发展。
能否挑战台积电？
台积电目前是先进封装领域的最强引领者，但全球各大其他半导体头部公司也在这一领域倾尽全力展开竞逐，技术创新与迭代频频不断，竞争态势异常激烈。
对中国大陆半导体产业而言，由于大陆多年来在半导体行业末端的封测领域占据重要地位，全球排名前十的封测厂商中，大陆就占有三席。因此，中国大陆得以在先进封装领域与境外站在同一起点展开竞逐。同时，在芯片国产化、人工智能竞赛的大背景下，中国大陆企业在先进封装这一芯片制造的关键技术领域的发展，也因此更加被寄予厚望。
王宏波认为，在先进封装领域，中国大陆与境外竞争对手相比，在某些方面处于绝对领先地位，在某些方面处于努力追赶的状态。比如，在晶圆级封装方面，中国大陆企业是领先的。而在如CoWoS技术上，中国大陆企业仍需继续紧跟。“台积电的产能瓶颈会持续到2025年年底，但到2026年它的产能就会得到释放，同时，下一代CoWos技术会出现，先进封装技术将再被带上一个台阶。”
中国大陆企业能否在先进封装领域取得长足发展，有赖于全产业链的协同努力。如陛通半导体董事长宋维聪在上述会议上所言：“先进封装是半导体全产业竞争和发展的重要组成部分，需要先进工艺、先进设备、先进材料和EDA（电子设计自动化）等多方面的协同发展。目前，国内企业在先进封装领域既面临一些挑战，也拥有很多机遇，需要全产业链共同努力，实现突破。”