先進封裝應用廣闊

苗中杰

2022年下半年開始全球半導體市場遭遇寒冬，封裝測試也面臨嚴峻挑戰(zhàn)，但本周先進封裝概念股強勢大幅上漲，究竟什么是先進封裝，先進封裝都包含哪些技術呢？

在聊先進封裝這個話題前，友情提示本周先進封裝板塊的炒作，仍屬概念性炒作，需防范回落風險。所謂封裝簡單地說就是把集成電路裝配為芯片最終產品的過程，通俗地說，就是把生產出來的集成電路裸片（Die）放在一塊起到承載作用的基板上，把管腳引出來，然后固定包裝成為一個整體。封裝不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁。

封裝發(fā)展至今，大約經歷了五個階段。第一階段主要為通孔插裝型封裝，該階段技術是以DIP 為代表的針腳插裝，主要包括晶體管封裝（TO）、陶瓷雙列直插封裝（CDIP）、塑料雙列直插封裝（PDIP）等；第二階段主要為表面貼裝型封裝，用引線替代第一階段的針腳，包括塑料有引線片式載體封裝（PLCC）、塑料四邊引線扁平封裝（PQFP）、小外形表面封裝（SOP）、小外形晶體管封裝（SOT）、雙邊扁平無引腳封裝（DFN）等。

封裝的第三階段為面積陣列封裝時代，從平面四邊引線型向平面球柵陣列型封裝發(fā)展，引線技術從金屬引線向微型段焊球方向發(fā)展。該階段出現了球柵陣列封裝（BGA）、芯片級封裝（CSP）和晶圓級封裝（WLP）等新技術。從第四階段開始，封裝進入先進封裝時代，先進封裝技術成為延續(xù)摩爾定律的最佳選擇，在不提高半導體芯片制程的情況下能夠進一步提高集成度，顯現終端產品輕薄短小等效果。主要為系統(tǒng)級封裝（SiP）、三維立體封裝（3D）、芯片上制作凸點（Bumping）、多芯片組封裝（MCM）等。

目前國內集成電路封測企業(yè)可分為三個梯隊，第三和第二梯隊企業(yè)產品主要以通孔插裝型封裝和表面貼裝型封裝為主，并具備第三階段球柵陣列封裝的技術儲備。而第一梯隊企業(yè)如長電科技、通富微電、華天科技已實現了第三階段焊球陣列封裝、柵格陣列封裝、芯片級封裝穩(wěn)定量產，具備全部或部分第四階段封裝技術量產能力。

封裝的第五階段是什么？

主要包括微電子機械系統(tǒng)封裝（MEMS）、晶圓級系統(tǒng)封裝-硅通孔（TSV）、倒裝焊封裝（FC）、表面活化室溫連接（SAB）、扇出型集成電路封裝（Fan-Out）、扇入型集成電路封裝（Fan-in）等，目前長電科技、通富微電、華天科技等已在第五階段晶圓級系統(tǒng)封裝等領域進行了技術儲備或產業(yè)布局。

總體來看，傳統(tǒng)封裝技術主要包括直插型封裝、表面貼裝、球柵陣列等，而帶有倒裝芯片（FC）結構的封裝、晶圓級封裝（WLP）、系統(tǒng)級封裝（SiP）、2.5D 封裝、3D封裝等均被認為屬于先進封裝范疇。我們以臺積電的CoWoS 為例，Co-WoS 是一種2.5D/3D 的封裝技術，可以分成CoW 和WoW 來看，其中CoW 指Chip on Wafer，是一種在晶圓上封裝芯片的先進封裝形式，而WoW 是指Waferon Wafer，是一種在晶圓上封裝晶圓的先進封裝形式。CoWoS（Chip onWaferon Substrate）是將CoW 與基板連接的一種先進封裝形式，包含了3D、TSV、FC、Bumping 等多種先進封裝技術。

是不是可以這樣理解，實際上所謂先進封裝，包含了很多種第四或第五階段的封裝技術，能否簡單的介紹一下這些封裝技術的特點，以便投資者更好地理解。

版面有限，這周我們先聊聊晶圓級封裝，以便中小投資者更好地理解什么是先進封裝。在傳統(tǒng)封裝概念中，晶圓是先被切割成小的Die（芯片未封裝前的晶粒），之后再進行連接和塑封。而晶圓級封裝，是將封裝工藝與半導體工藝進行融合，在晶圓上對芯片進行統(tǒng)一封裝，再切割形成可靠性更高的獨立芯片。晶圓級封裝不需要額外的封裝體積，因此晶圓尺寸越大，芯片尺寸越小，并具有高性能、高出產率、低成本等優(yōu)勢。

晶圓級封裝主要分為Fan-in（扇入式）和Fan-out（扇出式）兩種，而晶圓級封裝只是先進封裝的基礎，晶圓級封裝在20 世紀90 年代就已經出現，屬第三階段技術。而晶圓級系統(tǒng)封裝-硅通孔（TSV）則屬第五階段技術，簡單地說就是晶圓級封裝再加上更先進的如TSV、2.5D/3D、FC、SiP、Bumping、晶圓鍵合等多種先進封裝技術，才形成真正意義上的應用口徑廣闊的先進封裝，這些先進封裝技術的詳情我們日后再聊。

（本文所涉?zhèn)€股僅做舉例，不做買賣推薦。）