电子行业TSV研究框架：先进封装关键技术.pdf

电子行业TSV研究框架：先进封装关键技术。摩尔定律放缓，芯片特征尺寸已接近物理极限，先进封装成为提 升芯片性能，延续摩尔定律的重要途径。先进封装是指处于前沿的封 装形式和技术，通过优化连接、在同一个封装内集成不同材料、线宽 的半导体集成电路和器件等方式，提升集成电路的连接密度和集成 度。目前，带有倒装芯片（FC）结构的封装、晶圆级封装（WLP）、系 统级封装（SiP）、2.5D/3D 封装等均被认为属于先进封装范畴。

先进封装增速高于整体封装，2.5D/3D封装增速居先进封装之首。 根据 Yole，2021 年，先进封装市场规模约 375 亿美元，占整体封装 市场规模的 44%，预计到 2027 年将提升至占比 53%，约 650 亿美元， CAGR21-27为 9.6%，高于整体封装市场规模 CAGR21-276.3%。先进封装中的 2.5D/3D 封装多应用于(x)PU, ASIC, FPGA, 3D NAND, HBM, CIS 等， 受数据中心、高性能计算、自动驾驶等应用的驱动，2.5D/3D 封装市 场收入规模 CAGR21-27高达 14%，在先进封装多个细分领域中位列第一。

先进封装处于晶圆制造与封测制程中的交叉区域，涉及 IDM、晶 圆代工、封测厂商，市场格局较为集中，前 6 大厂商份额合计超过 80%。全球主要的 6 家厂商，包括 2 家 IDM 厂商(英特尔、三星)，一 家代工厂商(台积电)，以及全球排名前三的封测厂商(日月光、Amkor、 JCET)，合计处理了超过 80%的先进封装晶圆。

TSV 指 Through Silicon Via，硅通孔技术，是通过硅通道垂直 穿过组成堆栈的不同芯片或不同层实现不同功能芯片集成的先进封 装技术。TSV 主要通过铜等导电物质的填充完成硅通孔的垂直电气互 连，减小信号延迟，降低电容、电感，实现芯片的低功耗、高速通信， 增加带宽和实现器件集成的小型化需求。此前，芯片之间的连接大多 都是水平的，TSV 的诞生让垂直堆叠多个芯片成为可能。

TSV 用途大致分为 3 种：背面连接（应用于 CIS 等）、2.5D 封装 （TSV 在硅中介层）、3D 封装（TSV 位于有源晶粒中，用于实现芯片堆 叠）。目前，国内头部封测企业如长电科技、通富微电、华天科技、晶 方科技等都在 TSV 有所布局。目前国内封测厂进行的 TSV 工序多用于 CIS 等封装，高深宽比要求的 TSV 仍多由晶圆厂来完成。