昨天,拓墣产业研究院发布了 2020 年第三季度十大封测厂商营收排名。

总体来看,这十家封测厂商在该季度的营收总和上升至 67.59 亿美元,同比增长了 12.9%。展现出封测业强劲的恢复和增长势头。之所以如此,有两大受益因素,一是宏观应用需求的增长,特别是疫情下催生出了宅经济效应,使得以 5G 通信、WiFi 6 及车用芯片为代表的应用需求持续上涨,带动产业链上的晶圆代工和封测业同步增长。二是从 9 月 15 日起,针对华为的芯片元器件贸易禁令正式生效,进而带动多数封测厂商赶在截止日前交货,形成了一波业绩高峰,而这种现象同样出现在了晶圆代工业,特别是台积电,第三季度的业绩出奇的好,接连打破历史记录。

封测十强排名:中美现两大看点

具体来看,与近两年的榜单相比,这十家厂商没有大的变化,都是老面孔,但它们的营收同比变化却非常明显。

首先看一下排名前两位的日月光(ASE)和安靠(Amkor),它们在第三季度的营收分别为 15.20 亿和 13.54 亿美元,年增长 15.1% 和 24.9%。美国的安靠的增长非常强劲,增长率超过龙头日月光很多,是这份榜单中的一大亮点。

其实,在产业处于低谷期的 2019 上半年,安靠在充满挑战的市场下表现就不错。2019 下半年,该公司利用收入的增长极大地提高了盈利能力。在细分领域,安靠通过参与各大旗舰手机主芯片的封测业务,实现了全年业绩的增长,该公司是 RF 模块和电源管理芯片封测的主要供应商;而在汽车和工业领域,其先进封装收入占比同比增长了 14%。特别是在 SiP 封装方面,安靠在 2019 下半年取得了巨大的份额提升。这也为其在 2020 年的良好业绩奠定了一定的基础。

中国大陆的封测三强江苏长电(JCET)、通富微电(TFME)、天水华天(Hua Tian)则呈现出了不同的增长态势,通富微电在这三家当中的表现亮眼,实现了 13% 的年增长,而其他两家在本季度的表现则不尽如人意,是这十家当中仅有的两家同比增长为负的企业。

2016 年,通富微电收购了 AMD 槟城与 AMD 苏州,提升了该公司的技术实力,使其能够提供种类更为完整的倒装芯片封测服务,同时能够支持国产 CPU、GPU、网关服务器、基站处理器、FPGA 等产品的研发和量产。

通富微电与 AMD 形成了“合资+合作”的联合模式,作为全球顶尖 CPU 芯片设计厂商,AMD 是通富微电最大的客户,2019 年贡献了全公司 49.32% 的营收。通富 AMD 苏州作为第一个为 AMD 公司 7nm 全系列产品提供封测服务的工厂,2019 年导入了 6 个封装、8 个测试新产品,成功接洽 42 个新客户,产量需求大幅增加。另外,可能于 2021 年推出的 5nm 制程 Zen4 处理器同样会给通富微电带来大量的封装订单。

由于绑定了 AMD 这个优质大客户,同时积极承接国内外客户高端封测业,进一步扩宽了销售渠道。除了 AMD,通富微电还拥有像联发科、英飞凌这样的大客户。

由于与华为有着紧密的业务关系,使得矽品(SPIL)、京元电(KYEC)这两家厂商同样受惠于急单效应,今年第三季度的营收都不错,分别是 8.79 亿和 2.51 亿美元,同比增长 17.5% 和 11.6%。

力成(PTI)第三季度的营收虽然达到 6.47 亿美元,年增 9.6%,但是其存储器封测需求不如预期,力成逐步开展改革计划,以降低长期对于存储器封装需求的依赖,并出售或关闭了一些获利较差的子公司。

颀邦(Chipbond)和南茂(ChipMOS)同是驱动芯片封测大厂,因大尺寸面板 LDDI、手机触控面板感测芯片(TDDI)与 iPhone 12 的 OLED 驱动 IC 芯片(DDI)等需求持续处于旺盛状态,第三季度营收分别达到 1.97 亿和 1.94 亿美元,同比增长 13.1% 和 12.4%,表现优异。

主抓先进封装技术

目前,排名靠前的封测厂商竞争越来越激烈,要想在不久将来的竞争中占据有利位置,除了拓展成熟业务外,强化先进封装技术的研发力度和商业化进程是必然的选择,特别是对于排名前两位的日月光、安靠,以及中国大陆三强企业,更是如此。发展先进的封测技术已经成为包括中国大陆厂商在内的全球封测业者共同追求的目标。

先进封测技术可以提高封装效率、降低成本、提供更好的性价比。目前来看,先进封装主要包括倒装(Flip Chip)、凸块(Bumping)、晶圆级封装(Wafer level package)、2.5D 封装、3D 封装(TSV)等技术。先进封装在诞生之初只有 WLP、2.5D 和 3D 这几种,近年来,先进封装向各个方向快速发展,而每个开发相关技术的公司都将自己的技术独立命名,如台积电的 InFO、CoWoS,日月光的 FoCoS,Amkor 的 SLIM、SWIFT 等。

Yole 预测,2017~2022 年,全球先进封装技术:2.5D&3D,Fan-out,Flip-Chip 的收入年复合增长率分别为 28%、36% 和 8%,而同期全球封测行业收入年复合增长率为 3.5%,明显领先于传统封装市场。

在中国大陆地区,2015 年以前,只有长电科技能够跻身全球前十,而在 2017 年,三家封测企业营收分别增长 25%、28%、42%。长电科技一跃成为全球 OSAT 行业中收入的第 3 名。

在技术储备方面, 在大陆三大龙头封测企业当中,长电科技的先进封装技术优势最为突出。据悉,其掌握了 Fan-out eWLB (embedded wafer level BGA),WLCSP (wafer-level chip scale packaging),SiP,Bumping,PoP (package on package)等高端封装技术。

5G 需要先进封装技术

如前文所述,榜单中的这十家厂商在今年第三季度的业绩之所以如此亮眼,一个很重要的原因就是 5G 手机的大量出货,直接拉动了相关芯片的需求量,从而使封测业受益。

那么,5G 对先进封装技术的需求具体体现在哪些方面呢?下面看一下。

随着手机越来越轻薄,在有限的空间里要塞入更多组件,这就要求芯片的制造技术和封装技术都要更先进才能满足市场需求。特别是在 5G 领域,要用到 MIMO 技术,天线数量和射频前端(RFFE)组件(PA、射频开关、收发器等)的数量大增,而这正是先进封装技术大显身手的时候。

目前来看,SIP 技术已经发展到了一个较为成熟的阶段,由于 SoC 良率提升难度较大。为了满足多芯片互联、低功耗、低成本、小尺寸的需求,SIP 是一个不错的选择。SIP 从封装的角度出发,将多种功能芯片,如处理器、存储器等集成在一个封装模块内,成本相对于 SoC 大幅度降低。另外,晶圆制造工艺已经来到 5nm 时代,后续还会演进到 3nm、2nm,随之而来的是工艺难度的急剧上升,芯片级系统集成的难度越来越大。SIP 给芯片集成提供了一个既满足性能需求又能减少尺寸的解决方案。

而为了满足 5G 的需求,在 SIP 的基础上,封装技术还在演进。通过更先进的封装技术,可解决产品尺寸过大、耗电及散热等问题,并利用封装方式将天线埋入终端产品,以提升传输速度。

以 5G 手机为例,应用讲究轻薄短小、传输快速,且整体效能取决于核心的应用处理器(AP)芯片,而随着 5G 高频波段的启用,负责传输信号的射频前端和天线设计也越来越复杂,需要先进封装技术的支持。

要提升 AP 性能,除了晶圆制程微缩,还要依靠封装技术协助,这里主要是以 POP (Package on package)封装为主,通过 POP 堆叠 DRAM,能有效提升芯片间的传输效率并减小体积。连接方式从传统的打线(wire bonding)、覆晶(Filp chip)等,演进到目前的扇出型(Fan-out)封装。扇出型封装主要是利用 RDL 布线减少使用载板(substrate)。通过减少载板的使用,间接达到效能提升、改善散热、减小产品尺寸,降低成本的目的。因此,AP 多以扇出型 POP 封装为主。

RFFE 是 5G 手机中最复杂的部分,依靠先进的封装技术,手机厂商可以在越来越轻薄的智能手机中添加更多的无线连接器件。

以三星的 5G 手机 Galaxy S20 为例。其 RFFE 不仅支持 2G / 3G / 4G,还支持 sub-6 GHz 和毫米波 5G。集成的 PA 是主要 RFFE 组件,其在很大程度上决定了该 5G 射频前端的复杂性,要提升集成度,就必须采用更先进的封装技术。

Galaxy S20 采用了高通 X55 调制解调器支持 FDD 5G,因为全球运营商可以通过低频段提供必要的信号覆盖范围来大规模部署 5G。低频段 PAMiD (具有集成双工器的功率放大器模块)对于 5G Galaxy S20 是必不可少的。

随着 5G 的成熟,将需要毫米波(24GHz 或更高)来继续满足对带宽和容量不断增长的需求。在三星 Galaxy S20 Ultra 5G 智能手机中,除 Sub-6GHz 的 RFFE 外,还包括 mmWave 天线模块。与 Sub-6GHz 的 RFFE 相比,mmWave 天线模块是 RFFE 系统集成的终极产品。三星内部的 Qualcomm QTM525 天线模块包含从相控阵天线到 RF 收发器的所有组件。高集成度与 mmWave 衰减的特性有关。因此,要捕获这些非常微弱的信号,必须缩短整个 mmWave 的 RFFE 链,以确保连接链路预算内的信号完整性。这些就需要先进的封装技术。

竞争加剧

近几年,虽然排名前十的厂商一直未有大的变化,但是它们之间的竞争激烈程度与日俱增,特别是市场对先进封装技术的需求量快速增长,这也逐渐成为了优秀封测企业的试金石。不仅是传统的 OSAT 封测企业,近些年,一些 IDM 和晶圆代工厂也在企业内部大力发展封测业务,以提升其生产效率和自主能力,而且,这些企业研发的一般都是先进的封测技术。在这类企业中,典型代表就是台积电、三星和英特尔。

如台积电的 InFO (Integrated Fan-Out),就是其标志性技术。另外还有 CoWoS (Chip on Wafer on Substrate)封装技术。该技术是为解决能耗问题而发展出的 2.5D 封装解决方案。此外,台积电还在研发和推广其 3D 封装技术——SoIC。

近些年,为了提升综合竞争力,三星也在发展先进封装技术,但与台积电相比还是有差距。代表技术是“面板级扇出型封装”FOPLP),FOPLP 是将输入 / 输出端子电线转移至半导体芯片外部,提高性能的同时,也能降低生产成本。

英特尔自研的先进封装技术是 EMIB (嵌入式多芯片互连桥接) 2D 封装 和 Foveros 3D 封装。此外,还有用于以上封装的先进芯片互连技术,包括 Co-EMIB、ODI 和 MDIO。

有了 IDM 和晶圆代工厂的加入,封测业的竞争或许将更加激烈,在多方势力的竞逐下,在不久的将来,不知道传统 OSAT 封测企业的格局是否会被打破。

来源:半导体行业观察

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