半导体先进封装系列专题报告：传统工艺升级&先进技术增量，争设备之滔滔不绝.pdf

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时间：2025/06/23
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半导体先进封装系列专题报告：传统工艺升级&先进技术增量，争设备之滔滔不绝。尖端先进封装需求持续增长，AI相关仍为主要驱动。得益于生成式人工智能和高性能计算（HPC）这两大长期趋势有力推动，叠加移动和消费市场回暖以及汽车先进封装解决方案的拓展，将为先进封装市场规模增长注入动力。先进封装技术也沿着多元化方向发展，2.5D/3D 封装成为 AI 芯片的核心封装方案；系统级封装（SiP）通过微型化集成技术，在可穿戴设备、AR/VR领域占据优势；扇出型封装（FOPLP）加速布局，以更低成本和更大灵活性满足5G与消费电子需求；混合键合技术作为下一代高密度集成的关键，各个头部厂家等正推动其量产进程。根据Yole预测，全球先进封装市场规模将从2023年的378亿美元增至2029年的695亿美元。这一增长主要得益于 AI、高性能计算及 5G/6G 技术对算力密度的极致需求，以及数据中心、自动驾驶等领域对低功耗、高可靠性封装的迫切需要。

凸块/重布线层/硅通孔/混合键合构建先进封装基底。（1）Bump ：朝着更小节距、更小直径方向不断发展。目前，三维系统封装技术中微凸点互连是关键技术，其是利用在芯片上制备可润湿的微凸点，与基板上的区域对准，并通过微互连工艺使其连接，实现最短的电连接通路，从而大幅度提高封装密度。（2）RDL：改变IC线路接点位置。根据未来半导体披露，头部厂商封装业务RDL L/S（线宽和线间距）将从2023/2024年的2/2μm发展到2025/2026的1/1μm，再跨入到2027年后的0.5/0.5μm。（3）硅通孔：在硅片上垂直穿孔并填充导电材料，实现芯片间立体互连。在2.5D封装中TSV充当多颗裸片和电路板之间桥梁，其中CoWoS为2.5D封装中最突出代表，在3D中TSV用于堆叠，HBM为3D封装最典型应用。（4）混合键合：利用范德华力实现，不需额外施加能量键合。混合键合通过金属（例如，铜）和氧化物键合的组合来连接芯片。其主要优点在于减少凸块间距和接触间距，从而增加相同区域内的连接密度。这反过来又可以实现更快的传输速度并降低功耗。

FC/WLP/2.5D/3D四大方案助力封装技术迭代结构升维。（1）FC：信号路径优化、散热性能提升、I/O引脚密度增加。根据Yole数据，2024Q2 FCBGA营收为23亿美元，环比增长6.8%，同比增长18%。由于人工智能需求的增长以及更多采用FCBGA的2.5D/3D封装，预计未来几个季度市场将保持健康增长；FCCSP未来两年收入将有所增长，主要原因是存储需求修正及AI相关需求维持高位。（2）WLP：先在整片晶圆上同时对众多芯片进行封装、测试，最后切割成单个器件，并直接贴装到基板或PCB上，生产成本大幅降低。根据Yole数据，2029年WLCSP预计规模为24亿美元；FO（含IC基板）预计规模为43亿美元。（3）多芯片互联：①2.5D：利用CoWoS封装技术，可使得多颗芯片封装到一起，通过硅中介板互联，达到封装体积小，功耗低，引脚少等效果。②3D：HBM在前端制程完成后，增加TSV制程，TSV的深度是根据三维堆叠时芯片的厚度而确定的，目前通常在20-30μm左右。③嵌入式：是通过硅片进行局部高密度互连。与传统2.5封装没有TSV，因此EMIB技术具有正常的封装良率、无需额外工艺和设计简单等优点。根据Yole数据，2029年2.5D/3D（封装形式包含嵌入式，产品包含CIS）规模有望达378.58亿美元。