相比IC設計和製造等環節，我國封測行業技術壁壘和國際限制較少，在近幾年三大封測廠對國際先進封測企業的併購引進，以及旺盛的市場需求加持下，整體封測行業水平得到了快速提升和發展。
中國半導體協會的數據顯示，2019年，大陸封測企業數量已經超過了120家，市場規模從2012年的1034億元，增長至2018年的2196億元，複合增速為13.38%，增速低於集成電路整體增速。2019年前三季度，我國集成電路封測收入為1607億元，預測全年收入為2494.5億元。國內封裝市場已經形成了長電科技、華天科技、通富微電三足鼎立的格局。
看到這些數據，欣喜於封測環節在半導體產業中的亮眼成績，如果以為我國封測行業已經接近或趕超海外競爭對手，那就大錯特錯了。事實上，在高端封測領域，我們的差距仍十分明顯；在先進封測領域，我們的差距在不斷擴大。
真相之一：高端封測領域，國產廠商做不了“高端產品”
目前，全球半導體封裝的主流正處在第三階段的成熟期，Flip-Chip、QFN、BGA和WLCSP等主要封裝技術進行大規模生產，部分產品已開始在向第四階段發展。
SiP和3D IC是封裝未來重要的發展趨勢，但鑑於目前多芯片系統級封裝技術及3D IC封裝技術難度較大、成本較高，倒裝技術和芯片尺寸封裝仍是現階段業界應用的主要技術。“高端封測一般封測廠都做不了，臺積電、三星、英特爾都是自己玩，這是所謂中國封測行業最接近海外競爭對手的真相。”曾在國內三大封測廠擔任過高管的王為指出。
誠然，長電、通富微電和華天各自通過對星科金朋，AMD蘇州、檳城封測廠，Unisem、FCI／邁克光電、紀元微科的併購，邁入了高端封測的門檻。通過併購，長電科技營收規模躍居為全球第三，產品線也正式走向國際先進工藝的陣列，全線擁有Flip-Chip、Bumping等高端封裝技術以及Fan-In、Fan-Out、SiP等先進封裝產能；通富微電收購AMD中國持有的蘇州、檳城工廠，引入了這兩個工廠的先進倒裝芯片封測技術，可提供包括Bumping、WLCSP、FC、BGA、SiP等先進封裝技術；華天對Unisem、FCI等的併購，在獲取大量優質國際大廠訂單的同時，也完善了Bumping、SiP、Flip-Chip、MEMS等先進封裝技術的佈局。
王為指出，儘管國內封測廠號稱已具備了諸多高端封測技術，但實際上在同一封測技術上，與海外廠商的差距仍然十分明顯。他解釋，
以目前最為主流的先進封裝技術Flip-Chip為例，2018年該技術佔先進封裝市場的81%，國內三大封測廠均能提供，但是在大型FPGA等高端產品上，國內封測廠就做不了。臺灣國立高雄大學電機工程學系教授兼“先進構裝整合技術中心（APITC）”主任吳松茂對集微網記者表示，大陸如今可能還沒有真正正視封裝技術將帶來的效應，沒有技術積累，絕大部分精力仍聚焦在晶圓端。“然而晶圓端的目光已經逐漸從晶圓端製造向上遊走到設計端，但是大陸一直還是把封裝測試當做後段環節來看待。在封裝製程、封裝設計分析及系統化等方面，甚至可以說還在嬰兒階段。”他指出，“臺積電十年磨一劍，早在2005年就開始有計劃地學習封裝測試的關鍵技術，才有了後來的InFO。而大陸的半導體業界，還覺得封測是小事。一旦將來集成電路走向系統高度整合，差距將會很明顯。”
真相之二：先進封裝差距逐漸擴大
隨著摩爾定律演進遇到瓶頸，半導體工藝逼近物理極限，這帶來了兩方面的影響。首先，新節點工藝良率普遍偏低，導致成品芯片成本大幅上揚；其次新工藝研發門檻太高，目前僅臺積電和三星在繼續前進，就連英特爾都卡在10納米多年。
儘管半導體工藝特徵尺寸繼續縮小越來越困難，但是芯片研發不可能停滯不前，就只能另闢蹊徑再推動芯片性能的提升，這就是先進封裝。
目前的高端封裝技術包含了單芯片封裝和多芯片集成的創新兩大方面。主要包括：以提高芯片有效面積的芯片尺寸封裝(CSP)；以減少製造環節和提高生產效率的晶圓級封裝(WLP)；以提高電路拓展芯片規模和擴展電路功能的多芯片三維立體封裝(3D IC)；以提高集成度及開發成本的系統級封裝(SiP)。
吳松茂指出，系統級封裝發展到現在，Fan-Out、WLP等扇出型封裝而言，如果要進一步系統集成化，芯片挑揀、對位準度、RDL製程及線路複雜度會進一步提升，結構與線路佈局複雜及其帶來的熱、電、應力效應衰減等等將形成技術門檻。另外，芯片上市時間、基於成本考量的模組化程度、模組設計、模組效能設計驗證等方面，都需要半導體產業鏈垂直整合。“未來不具終端系統應用和系統整合能力的廠商，不論芯片設計公司、晶圓代工廠，或是封測廠商等，將非常難以切入SiP的主導地位。”他表示，“而具備系統化SoC、SiP設計與驗證能力的新型產業模式將興起，否則將只能成為高資金密集、低成本效益的代工廠 。”
因此，先進封裝技術越來越依賴於先進製造工藝，越來越依賴於設計與製造企業之間的緊密合作，因此，具有前道工藝的代工廠或IDM企業在先進封裝技術研發與產業化方面具有技術、人才和資源優勢，利用前道技術的封裝技術逐漸顯現。
這也就是上文中提到的，臺積電、三星、英特爾紛紛涉足封測領域。臺積電在InFO、CoWoS等技術上的巨大成功推動製造業、封測業以及基板企業投入了大量人力物力開展三維扇出技術的創新研發；英特爾近年來也開始發力EMIB、Foveros等先進封裝技術，更在去年力推Chiplet概念。
“封測廠（OSAT）和晶圓廠在封測領域漸漸有重疊，但各有利基市場。例如臺積電InFO其實就是日月光的Fan-Out WLCSP，臺積電有更好的設備投入及上游晶圓製造的加持，在先進封裝市場上佔有優勢。而日月光有相通的封裝，具備異質整合及系統終端產品整合設計能力，所以會往產品端走。”吳松茂表示。
反觀大陸晶圓代工和封測領域，目前僅中芯國際和長電在這方面展開了合作。
真相之三：Chiplet來襲，中國玩家參與否？
去年以來，Chiplet（芯粒）的曝光率越來越高，其核心概念是把多個“小芯片”通過先進封裝技術和高帶寬連接技術集成到一起，讓芯片性能夠持續提升的同時保持成本的可控性，英特爾、AMD都是這一概念的主要推手。在今年的半導體芯片行業頂級會議ISSCC 2020上，先進封裝，包括Chiplet的廣泛應用開始成為重要趨勢，各大公司已經推出112gbps超高速芯片互聯，助力Chiplet模式。
知乎網友“李一雷”指出，原來必須使用單一工藝製造的大SoC一旦拆解為多個小Chiplet，那麼設計的靈活度就高了很多。首先，每個Chiplet根據其包含的模塊可以用不同的製程設計製造，高性能處理器核心可以用最先進的半導體節點，而I/O、Analog／RF等部分可以使用較為成熟的工藝去設計製造，這樣一來比起全部用最先進半導體工藝的成本就大大下降了。其次，使用最先進半導體工藝設計製造的Chiplet的面積也會比起一整個SoC小很多，那麼其良率也會大大提升（因為隨著芯片面積上升，良率會隨之下降）。
一位臺積電前技術主管李弘對集微網記者表示，Chiplet這個先進封裝的技術難度遠遠低於（先進製程的）芯片，挑戰在於需要整體的生態環境支持，在國外僅有幾家巨頭的能力能夠實現 。“在國內，需要上下游廠商一起，同心協力設定自己的標準，建立自己的平臺，成為一個完整的生態環境，以打群戰的方式來對抗國外大廠。”他指出，“在這其中，標準和平臺的建立，是最難的部分，必須大家通力合作，不是單一或少數廠家就可以做到的。”
吳松茂認為，Chiplet的困難之處在於，需要高度整合各方面的技術，除非IC design house，或是IDM整合商，且需同時具備系統設計，熱傳導、材料間整合及應力等能力，而這樣的廠商並不多。此外，人才也是一個重點，需要懂系統，懂設計應用，要會整合熱、電、應力及材料間關係。以功能為主的設計導向人才，重視產品的使用體驗才是重點。
在他看來，相比先進封裝，大陸發展先進製程會容易一些。“但大陸從山寨機發展到現在，也積累了很多系統封裝方面的經驗，如果把這些經驗複製到先進封裝，會少走很多彎路。”他說，“首先，大陸的IC設計要起來，而且是單芯片系統設計SoC，把系統端的概念應用在封測，重新積累經驗。此外，對於整合設計及高線路整合PCB板的設計技術要建立，最後是系統整合、電源整合設計分析等。”
李弘強調，摩爾定律幾乎停滯，雖然技術仍在創新，但是沒有以前那麼快，這就給了國內廠商機會，Chiplet會是一個新的起跑線。不過李一雷認為，在商業模式上，Chiplet有可能取代目前的IP授權，未來，是否會成為繼Fabless興起、IP授權模式+SoC之後的第三次半導體行業模式轉折，可以拭目以待。
“我反而認為類載板技術整合SiP會有機會。”吳松茂表示，“另外，日月光等一直在重點研究系統級封裝測試、天線整合與封裝（AiP），他們在整合製造、測試端的研發步調，朝毫米波封測技術前進。我們團隊此前都在忙日月光跟一些系統廠商的設計分析，以及未來5G手機內會用到的軟板材料驗證，比如MPI、LCP等封裝內對於芯片輻射干擾的隔絕材料，系統整合測試需要的載板，probe card、Burn-in board等。這些產業聚落，大陸現在應該還很少。”
（應受訪者要求，文中王為、李弘皆為化名。）
（校對/範蓉）
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