先进半导体封装市场按类型(扇出型晶圆级封装 (FO WLP)、扇入型晶圆级封装 (FI WLP)、倒装芯片 (FC)、2.5D/3D)和应用(电信、汽车、航空航天和国防、医疗设备、消费电子产品)进行细分。
2024 年 先进半导体封装市场价值为 180.9 亿美元,预计到 2031 年将达到298 亿美元的修订规模 ,预测期内复合年增长率为 7.5%。
推动先进半导体封装市场增长的主要因素:
随着价值创造从前端微缩转向后端集成,先进半导体封装市场有望在2030年实现强劲的两位数增长。对异构芯片架构、高带宽内存堆栈、超薄扇出型模块和汽车级功率封装的需求正在不断增长。5G 的持续密集化、云端 AI 的加速以及电动汽车的普及,即使在基板和设备供应紧张的情况下,也将继续推动产量增长和平均售价上涨。
由于可持续发展目标有利于提高产量、已知良好的芯片组装,并且政府为区域弹性提供担保,市场将超过更广泛的半导体行业,巩固先进封装作为硅价值链中性能和盈利能力的主要引擎的地位。
影响先进半导体封装市场增长的趋势:
倒装芯片封装技术取代了长引线键合,代之以密集的焊料凸点阵列,将芯片正面向下连接到基板,从而为先进半导体封装领域注入了新的活力。超短的电路降低了电感、信号延迟并提升了带宽——这正是人工智能加速器、高端移动SoC和数据中心GPU所要求的性能组合。倒装芯片(FC)拥有卓越的热性能,能够有效地将热量分散到铜柱上,从而在不降低性能的情况下实现更高的功率范围。3纳米和2纳米节点的良率改进降低了凸点间距的差异性,使倒装芯片成为异构集成芯片以及单片芯片的默认选择。随着无晶圆厂巨头大力推广多芯片系统,倒装芯片产能扩张直接转化为整个市场的收入增长。
扇出型晶圆级封装 (Fan-out WLP) 完全避开了基板,在环氧模塑料中重新分配 I/O,并提供超薄封装,非常适合空间受限的设备。通过将芯片尺寸与 I/O 数量分离,FO WLP 为可穿戴设备、真无线耳机、射频前端和毫米波 5G 模块解锁了高引脚数连接。在重构晶圆上分离多个已知良好的芯片的能力缩短了测试时间并提高了总产量。与 FC 基板相比,更简单的堆叠意味着更少的材料和更低的组装成本,将先进封装的经济性扩展到中端手机和物联网传感器。随着韩国、 台湾和 中国大陆的面板级扇出型生产线的兴起,该技术显著的单位面积成本优势正在扩大其潜在市场并推动持续的收入增长。
汽车电气化和自动驾驶需要坚固耐用、高可靠性的封装,能够在15年以上的使用寿命内承受极端温度循环、振动和湿度的影响。ADAS域控制器、雷达、激光雷达、电池管理IC和电源逆变器如今都采用先进的封装技术——嵌入式芯片、FC CSP和模塑阵列封装——以满足严格的AEC Q100 0级标准。同时,分区E/E架构使车辆中高速SerDes链路的数量成倍增加,从而推动了对线宽/间距小于10微米的先进基板的需求。汽车制造商对无线更新功能的追求将服务器级处理器置于引擎盖下,这加剧了对高密度中介层和基于芯片集的设计的需求。随着电动汽车销量的攀升,一级OSAT厂商与OEM厂商之间的长期供应协议将为先进半导体封装市场锁定强劲的多年增长。
从单片微缩到异构集成的转变,推动了对先进封装的需求,使其成为将逻辑、存储器、模拟和光子芯片集成到单个系统级封装中的主要载体。高密度中介层、混合键合和硅通孔技术使设计人员能够经济高效地混合工艺节点,在更小的尺寸内集成更多功能,同时规避光罩限制和良率悬崖风险。这一举措带来了传统引线键合技术无法比拟的架构自由度,使先进封装成为持续以硅为中心创新的关键推动者,尽管摩尔定律节点进展有所放缓。
无处不在的 5 G 基站、开放式 RAN 无线电和边缘 AI 网关依赖于射频前端模块和高性能基带处理器,而这些模块和处理器只能通过先进的扇出型封装 (Fan Out)、FC BGA 或系统级封装 (System-in-Package) 方法来满足散热和信号完整性的要求。载波聚合、波束成形和超低延迟要求都要求更高的带宽密度、更严格的相位噪声和更严苛的热负荷——现代封装技术能够比传统解决方案更好地解决这些问题。随着电信运营商扩大毫米波和 6 GHz 以下频段的覆盖范围,多芯片天线级封装模块的订单也与网络密度化同步增长。
大型语言模型训练、图形分析和计算光刻需要服务器内部巨大的芯片间带宽。微凸块间距小于 40 µm 的硅中介层可在逻辑块和 HBM 堆栈之间提供每秒 TB 级的并行吞吐量,从而降低每比特功耗并缓解板级拥塞。超大规模厂商对 AI 加速器的需求迫使 OSAT 厂商开发更大的有机基板、先进的底部填充材料和多桥配置,这直接转化为更高的平均售价和多年的产能投资。
牵引逆变器和快速充电器的电力电子器件需要将宽带隙GaN和SiC芯片与控制IC封装在高导热性衬底(例如AlN或SiN)上。先进的封装技术使环氧模塑复合材料能够承受每相500A的电流,同时集成的散热器可以降低结温。传感器融合ECU和域控制器同样集成到高引脚数封装中,进一步扩大了汽车市场在整个潜在市场中的份额。
随着智能手机、AR 眼镜和健康监测可穿戴设备的需求不断增长,Z 高度预算也随之缩减,促使 OEM 厂商转向 WLP、FO PLP 和模压芯嵌入式封装。每块电路板分立元件数量的减少释放了电池空间,增强了防水性能,并缩短了设计周期。随着各大品牌在口袋尺寸的限制下争相实现功能差异化,先进封装能够集成 MEMS、PMIC 和 RF 电路,从而保持了其增长势头。
先进半导体封装市场份额:
亚太地区 占据主导地位, 台湾 和 韩国 拥有全球最大的OSAT(封测)和代工厂相邻的封装生产线,但 中国大陆的 投资加速正在缩小差距。 得益于超大规模的合作开发,北美 在先进中介层研发方面处于领先地位,而 欧洲在汽车领域的强劲表现则维持了对坚固封装的稳定需求。印度 和 东南亚 的新兴中心 受益于供应链多元化,共同构成了充满活力、地域分层的需求格局。
参考来源:https://www.semiconductor-digest.com/advanced-semiconductor-packaging-market-forecast-to-grow-at-7-5-cagr-through-2031/
