HPC和AI帶來新的發展機遇

先進封裝與傳統封裝技術以是否焊線來區分。先進封裝包括倒裝(FlipChip)、凸塊(Bumping)、晶圓級封裝(Wafer level package)、2.5D封裝和3D封裝等非焊線形式。傳統封裝的功能主要在于芯片保護、尺度放大、電器連接三項功能，先進封裝在此基礎上增加了提升功能密度、縮短互聯長度、進行系統重構三項新功能。

在HPC（高性能計算）和AI技術的推動下，先進封裝技術迎來了前所未有的發展機遇。隨著AI技術的持續進步，眾多應用場景以及芯片對高算力、高帶寬、低延遲、低功耗、更大內存和系統集成等特性提出了更為嚴格的要求。在這一背景下，先進封裝技術扮演著至關重要的角色。

數據顯示，2023年，市場上主要AI加速芯片所搭載的HBM（高帶寬內存）總容量將達到2.9億GB，增長率接近60%。2024年增長率將超過30%。同時，隨著高端AI芯片的需求增加，先進封裝產能預計在2024年增長30%至40%。YOLE數據顯示，全球先進封裝市場在2022年至2028年期間預計將以9%的年復合增長率（CAGR）持續擴大。全球先進封裝市場規模有望從2022年的429億美元增長到2028年的786億美元。

就不同的封裝技術而言，FCBGA、FCCSP和2.5D/3D封裝技術將在2024年成為市場的主流。2.5D/3D封裝技術增速最快，YOLE預計其市場規模將從2022年的94億美元大幅躍升至2028年的225億美元，年復合增長率高達15.6%。

Chiplet和3D封裝備受關注

在高性能計算蓬勃發展的當下，先進封裝技術之一的Chiplet（小芯片）備受業界矚目。

中國半導體行業協會副秘書長兼封測分會秘書長徐冬梅指出，由于AI和HPC領域需要處理大規模數據和復雜計算，對芯片設計規模的要求極高，因此這兩個領域對于Chiplet技術的需求更為迫切。隨著AI應用不斷發展，其背后的芯片需求也日益旺盛，展現出Chiplet市場的巨大潛力和增長空間。數據顯示，到2024年，Chiplet芯片的全球市場規模將達到58億美元，2035年將達到570億美元。

與此同時，隨著算力需求的不斷提升，3D封裝技術也將在2024年迎來一場“排位賽”。據悉，3D封裝技術將多個芯片或器件垂直堆疊，從而顯著提高集成度，縮短互聯長度，進一步提升整體性能。全球先進芯片封裝市場規模預計將從2022年的443億美元增長到2027年的660億美元，3D封裝預計將占四分之一左右。

數據來源：Yole Intelligence

2024年，臺積電、英特爾和三星電子等企業紛紛加大投入，推動3D封裝技術的研發和應用。臺積電的SoIC技術作為業內首個高密度3D Chiplet堆迭技術，已經實現了商業化應用，并獲得了市場的廣泛認可。據了解，臺積電將在2024年將SoIC技術的月產能從此前的1900片，拓展到月產能將超過3000片，增幅近60%。

除了臺積電外，英特爾和三星電子的3D封裝技術也將在2024年實現量產。2024年1月，英特爾宣布其首個3D封裝技術Foveros已實現大規模量產。與此同時，三星也在積極開發其3D封裝技術X-Cube，并表示將在2024年量產。其為AI芯片開發的最新3D封裝技術SAINT也漸行漸近，有消息稱SAINT也將于2024年量產。

中國半導體企業加速布局

2024年，中國半導體企業也加大在先進封裝領域的布局。廈門云天半導體科技有限公司董事會秘書劉耕向《中國電子報》表示，國內封裝企業除了布局傳統封裝，也在布局晶圓級封裝，包括扇出型晶圓級封裝，以及倒裝芯片封裝等。

長電科技CEO鄭力表示，隨著綠色可持續發展概念的不斷普及，寬禁帶半導體也展現出了巨大的市場增長潛力。要保證寬禁帶半導體器件性能的穩定可靠，離不開先進的封裝技術。以5G射頻技術為例，為了實現5G的高帶寬、高速率和低延遲特性，產業界在5G射頻技術中大量采用了氮化鎵、碳化硅、硅基氮化鎵等寬禁帶半導體器件。這也意味著需要用更先進的封裝技術，將不同物理特性的寬禁帶半導體元器件整合在一起，并實現信號的高速、低延遲傳輸，以發揮出寬禁帶半導體的最大能效。“雖然技術難度很高，但這也是提升5G以及未來6G、Wi-Fi 6、Wi-Fi 7等信號傳輸效率的關鍵一環。”鄭力說道。

通富微電在先進封裝領域也頻頻發力。據悉，通富微電已經建成了融合2.5D、3D、MCM-Chiplet等先進封裝技術的VISionS先進封裝平臺及超大尺寸FCBGA研發平臺。與AMD、意法半導體等國際企業在先進封裝領域均有合作。

云天半導體正在發力玻璃基產品。劉耕表示，在保證WLP（晶圓級封裝）穩定量產并提升產能的同時，云天半導體未來的發力點會放在新的玻璃基產品，2D/3D用于高頻濾波的玻璃基IPD（無源器件集成）已經開始量產，也可用于如功率放大器和功率器件的匹配芯片。同時玻璃基扇出、玻璃基轉接板等產品已逐步進入產品化階段。

與國際先進水平相比，中國在先進封裝領域仍存在一定的差距。數據顯示，2023年全球封裝市場中先進封裝占比為49%，中國為39%，低于全球水平。

徐冬梅認為，目前，我國封裝領域總體仍以傳統的中低端封裝為主，先進封裝技術水平與國際先進水平還存在一定差距。在核心單元技術、高密度布線、芯片倒裝、晶圓級塑封等方面，我國尚未形成完整的技術體系，全流程開發也尚未完成。此外，先進封裝所需的關鍵設備和材料配套還未完善，供應鏈能力有待提升。為了彌補這些短板，我國需要加強先進封裝技術的研發和創新，提升核心技術和供應鏈能力。

這包括加大對先進封裝技術的研發投入，加強與國際先進企業的合作與交流，引進和培養高端人才，推動產學研深度融合等。同時，還應加強政策支持和資金投入，為先進封裝技術的發展提供有力保障。