在中国印章检测企业通过国际并购和研发创新加速成长、全球印章检测市场持续回暖的背景下,中国印章检测行业实现了快速发展。中国半导体协会的数据显示,大陆密封测试市场的规模从2012年的1034亿元增加到2018年的2196亿元。2019年,中国大陆将占封闭市场的28%,仅次于台湾。但是,应该注意的是,在先进封装领域,中国企业与国际领先企业还有很大差距,随着TSMC、三星等晶圆和IDM制造商不断增加更先进的封装,对先进封装技术的竞争将更加激烈。中国企业需要先进的包装,抓住市场机遇,增强在高端市场的竞争力和国际话语权,促进中国密封检测行业的高质量、高端发展。
与卡片高级包装竞争的制造商
随着电子元件小型化、多功能化和开发周期缩短的需求,先进封装在半导体行业中的比重稳步上升。Yole预计,从2018年到2024年,高级包装市场的复合年增长率将达到8%,预计2024年将达到约440亿美元,而同期传统包装市场的复合年增长率仅为2.4%。为了抢占技术高地,世界上主要的测试工厂、制造厂和工业数据管理公司正在加紧先进封装的布局。
早在2015年,畅达科技就赢得了苹果的SiP模块订单。近年来,中国在包装方面取得了一系列成就。2020年4月,畅达科技成功通过全球行业领先客户认证,实现双面包装SiP产品的大规模生产。通富微电子已经推出了引脚数分别为8、9和10的SiP封装方案。天水华天已经有了基于FOWLP、光纤通道、宽带等互联方式的SiP封装方案。
行业专家莫康指出,集成是“超越摩尔定律”的一个关键方面,SiP可以实现更高的集成,而不仅仅依赖于半导体工艺规模。
“SiP不再仅仅关注摩尔定律带来的芯片性能提升和功耗降低,而是从市场需求出发,实现终端电子产品的轻薄短小、多功能和低功耗的特点。随着移动设备和可穿戴设备等智能产品的兴起,SiP变得越来越重要。莫康说。
从技术研发的角度来看,SiP大多涉及封装厂已经拥有的技术,但是集成各种芯片的封装结构对制造商的机器匹配和管理能力提出了更高的要求。
“在SiP封装技术中,一个封装中可能有几十个裸芯片。如果一块几毛钱的裸芯片坏掉了,几十块裸芯片就会被浪费掉,这很考验厂商的管理能力。同时,制造商需要围绕SiP要求安排生产线或调整原有机器的比例,以确保机器的利用率。摩尔精英副总裁兼快速核心微电子公司董事长唐微微说。
除了系统级封装,晶圆级封装和3D封装也是封装行业发展的主要趋势。Yole统计显示,2018年,倒装芯片技术占先进封装市场总份额的80%以上,预计到2024年,倒装芯片的份额将降至70%左右。在未来五年,扇出封装和硅通孔有望成为先进封装市场中发展最快的技术。
先进封装对于延长摩尔定律生命周期的重要性也引起了晶圆制造商和智能数据管理制造商的关注。CINNO Rearch的相关负责人指出,随着后端异构先进封装技术的发展,封装必将融入前端流程,为客户提供经济效益最高的“一站式”生产模式,这是晶圆制造商在安排先进封装方面的优势。
SMIC研究公司首席分析师顾文军指出,晶圆级封装和3D封装是未来的主要封装趋势。TSMC和SMIC等晶圆代工厂以及三星等IDM公司都涉足先进封装业务,这将对整个封装行业产生巨大影响。自TSMC推出CoWoS(衬底上的晶圆封装)作为高端集成硅接口的高级封装平台以来,它已经进行了一系列创新,从InFO(集成扇出技术)到SoIC(集成芯片系统),到3D多堆栈(MAST)系统集成技术和3D MAST-in-MAST(3D-mim扇出封装)。三星引入了FOPLP(扇出式面板级封装)技术,英特尔引入了Foveros(一种用于逻辑芯片的3D堆叠封装方案),SmartAiP(一种用于5G超宽带和双极化毫米波天线芯片的晶圆级集成封装)由SMARTAIP(SMARTAIP国际和SMARTIC技术的合资公司)发布。未来,晶圆厂和IDM将成为推动高端市场先进包装渗透的重要力量。
新兴技术带来市场增值
由于疫情对世界经济的影响,下游终端市场需求疲软,全球产业链供应链受阻,市场监管机构对2020年半导体收入的预测有所下调。然而,以5G、人工智能和汽车电子为代表的新兴技术将推动各行各业的智能化、数字化和信息化转型,对电子元器件的需求也将大幅增长,为中国半导体行业带来广阔的市场机遇,形成封装行业的市场增量。
顾文军指出,5G、高性能计算、汽车电子和CIS是包装行业增长的重要驱动力。
至于5G,由于5G芯片天线数量的急剧增加和不变的可用面积,AiP封装已经成为制造商的理想解决方案。AiP主要采用SiP或PoP结构将射频芯片放入封装中,以减小体积、传输距离和信号传输损耗。
“对先进包装技术的需求日益增加,但生产能力却跟不上。这是当前密封和测试行业的一个市场机遇。其中,SiP技术的发展对我国包装企业来说是一个很好的发展机遇。顾文军说道。
在高性能计算方面,高性能计算机以及对高频率、高速度、高可靠性、低延迟和微系统集成的要求促进了先进封装技术的应用,如AiP、FC、2.5D和3D、扇入和扇出封装。与此同时,汽车电子和CIS也将在包装行业发挥拉动作用。
与传统汽车相比,新能源汽车需要更多的电子设备,汽车电子驱动的相关市场是密封发展的重要机遇顾文军说,“在独联体,手机摄影是过去几年最大的终端用户市场。在接下来的五年里,汽车电子、医疗保健、安全等。也将为CIS注入发展动力,形成密封测试业务的市场增量。”
唐微微表示,在交通、建筑、照明、安防、家居等传统行业的智能化转型过程中,对电子元器件的需求将大幅增加,给密封测试行业带来广阔的市场空间。以建筑照明为例,传统的灯具耗电且不智能。如果换成发光二极管照明,由服务器控制,就可以实现智能感应,大大降低功耗。
“一平方米的建筑照明需要大约2000个小型发光二极管芯片。同样,在未来,插座也将通过感应芯片自动断电。此外,建筑物中的监控和安全系统需要大量的芯片。就智能家居而言,语音控制芯片和支持射频和连接的芯片现在可以看到真正的需求,而且数量非常快。”唐微微说。
从价值链低端到高端
尽管中国大陆密封测试行业的市场份额已经达到了28%,但仍有三家密封测试企业收入位居世界前10名,它们是:长电科技、通福微电子和华天科技。然而,在中高端市场,中国包装企业的声音
顾文军表示,中国包装行业仍面临诸多挑战。首先,中国与主要国际制造商在先进包装技术方面的差距需要进一步缩小。二是完善产业链,填补和加强光刻胶、电镀液、粉末树脂等材料和制造设备领域的短板和薄弱环节。第三,人才供应短缺。第四,3D集成电路堆叠和扇出扇出封装等先进封装技术是发展最快的先进封装平台,需要加强先进封装平台和技术的布局。第五,供应链的延伸导致密封和测试行业的竞争加剧。随着最终用户进入集成电路设计领域,晶片跨境封装正成为一种趋势。
莫康表示,中国半导体封装行业必须两头抓。首先,我们必须大力发展先进技术,进入高端市场。
“如果我们只关注低端市场,引进低附加值的产品和技术,企业很难形成规模,变得越来越强大。中国包装企业必须加强研发和投资,积极开发先进技术,结合巨大的应用市场,走以产品为特色的发展道路。SiP、小芯片等技术是关键的研发方向。”莫康说。
与此同时,中国半导体封装行业需要进一步提高其竞争力和国际话语权。
“在先进的包装技术中,由于大多数技术都是在过去10年中发展起来的,所以来自所有国家的从业者几乎都在同一起跑线上。我们必须树立信心,集中资源,扎实工作,聚集优秀人才,加强合作,开辟全球包装新道路。”莫康说。
顾文军指出,中国密封测试行业应从四个方面提高竞争力。首先,在当前形势下,最需要的是战略决心。我们应该敢于坚持已经被实践证明有效的做法,并加以改进,以避免运动和断断续续的研究。第二,我们不能孤立被动地处理“短板”问题。我们必须有系统的规划,通过提高整体能力和建立地方优势来形成核心竞争力。第三,创新不是“自我创新”。我们必须坚持开放合作。我们应该充分发挥中国的市场潜力,开拓新的空间,掌握核心技术,在全球产业分工中从价值链的低端走向高端。第四,在集成电路产业发展中,产业链、创新链和金融链的“三链融合”是必由之路,这需要更多专业的投融资平台和更宽松的信贷政策支持。
唐微微表示,中国的密封测试行业要做大做强,首先必须从人才培养入手,吸引高端人才进入密封测试行业。同时,要完善产业链,加强关键知识产权、材料和设备的研发,使密封测试行业能够与上游环节合作,提高对市场需求的响应速度。此外,密封测试企业不仅要有决心致力于研究,而且要有勇气跟上市场。他们应该提前做好技术积累和能力规划,以获得更多的发展机会。
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