国内半导体战略转捩点 谁掌握产业未来？

国内半导体封装测试技术与市场年会日前在太湖之滨江阴举行，国内清华大学教授、国际欧亚科学院院士、国内半导体行业协会IC设计分会理事长魏少军在会上表示，封测业尽管看来是以加工为主要特点，且普遍被认为技术含量不太高，但是半导体真正的未来可能还是在封测业。

据魏少军表示，国内半导体产业正处於一个重要战略转捩点：此前国内半导体产业以加工为主要特徵，无论是制造业或是封测业，甚至设计业也是为别人加工；但经过近几年努力、特别是自2021年起，国内IC产业开始从加工为主转向以创新为主要特徵。

国内半导体行业协会数据显示，2021年国内IC产业营收约人民币1.05万亿元、年增18.2%；其中，IC设计业营收为人民币4,519亿元、年增19.6%，制造业营收为人民币3,176.3亿元、年增24.1%，封测业营收为人民币2,763亿元、年增10.1%。

对此，魏少军指出，在本世纪初期，设计业的全产业营收只有人民币3亿元，如今已来到4,519亿元，占IC产业总销售额43.2%。制造业亦持续壮大，占比如今已超过30%。反观国内封测业则由原本IC第一大产业慢慢退步为三大产业中占比最低，尽管仍持续成长，但预期占比将持续缩小。

这也显示国内半导体产业正处於由代加工转向创新为主要特点的重要战略转捩点。其次，封测业的进步虽然相比之下不那麽明显，但基本昭示了整个半导体产业的未来。

3D混合键合技术　延续摩尔定律主要手段？

就国际半导体技术发展蓝图(ITRS)提出未来IC技术发展的两个方向，一是More Moore(延续摩尔定律)、二是More than Moore(超越摩尔定律)。沿着超越摩尔定律方向，业界聚焦相关技术发展的基本点，一是发展不依赖於特徵尺寸不断微缩的特色制程，以此扩占IC芯片功能；二是将不同功能的芯片和元件组装在一起封装，实现异质整合。

有愈来愈多半导体企业发展重点，逐渐由过去着力於推进晶圆制造技术节点，转向系统级设计制造封装技术的创新，先进封装技术开始扮演更加重要的角色。

魏少军也表示，以3D混合键合技术(hybrid bonding)为代表的新异质整合技术，将是未来半导体延续摩尔定律的主要手段。如今英特尔(Intel)领衔做小芯片(Chiplet)标准，前几年超微(AMD)已经将Chiplet技术用於高端CPU的设计制造中，现在AI芯片也大量采用3D混合键合技术与运算储存结合在一起。预期未来不久将有一系列相关产品和创新上市，为半导体产业带来新动能。

尽管封测业看来以加工为主，且被普遍认为是技术含量较低，但半导体真正的未来可能还是在封测业，因此相关技术进步是至关重要的，也对整体产业具有重要的引领作用。

先进封装　半导体厂下一个「必争之地」

台积电早於2012年便已开始在封装领域展开布局，2015年凭藉InFO封装技术独揽苹果(Apple)大单。即便接下来几年，台积电仍持续在先进封装领域发力，接连推出CoWoS、SoIC 3D等技术，完善其在先进封装领域的布局。2020年，台积电整合旗下SoIC、InFO及CoWoS等3D IC技术平台，并命名为「3D Fabric」；2021年9月，台积电针对数据中心市场又推出最新的COUPE异质整合技术。

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英特尔也在2.5D封装领域布局，并於2017年推出嵌入式多芯片互连桥接(EMIB)技术；紧接着於2018年12月推出名为「Foveros」全新3D封装技术；2020年再推出混合键合技术；2021年3月，英特尔发布IDM2.0战略，其中也包括了与IBM联合研发下一代逻辑芯片的先进封装技术。

相较之下，三星电子(Samsung Electronics)在先进封装领域的技术实力较为薄弱。2015年，在失去苹果订单後，三星开始研发先进封装技术FOPLP技术；2018年再开发X-Cube 3D封装技术，并推出首款I-Cube2方案；随後在2020年推出X-Cube方案的3D堆叠设计；2021年11月，三星宣布已与Amkor联合开发出最新的2.5D封装解决方案混合基板立方体(H-Cube)技术。

此外，据悉三星对其系统产品(DS)部门组织架构进行调整，在内部新设立测试与封装(TP)中心，看似将扩大封装领域相关投资。

在上述三大半导体巨擘相继投入先进封测市场，对传统封测厂带来不少压力，同时也促使委外封测代工厂(OSAT)向先进封装进军。据Yole数据显示，2021年，OSAT企业将花费不低於67亿美元用於先进封装技术研发、设备采购和基础设施建置。

在国内封装领域近年来也加强自主研发以及购并，加快累积先进封装技术。如长电科技旗下长电韩国积极布局高端SiP封装业务，切入手机和穿戴式装置等终端产品。2016年收购了AMD两家专门从事封装及测试业务子公司的通富微电，也在做SiP的产品，并於2021年上半完成2.5D/3D封装产品技术立项。

据赛迪顾问预计，2021年国内规模以上的IC封测企业先进封装产品的销售额占整体封装产业的36%。而近日，长电科技也在投资者互动平台透露，目前先进封装已成为其主要营收来源，其中主要来自於系统级封装，倒装与晶圆级封装等类型。

然而，魏少军认为半导体厂抢入先进封装，也将对封测、设计和制造提出全新挑战。在混合键合技术发展的过程当中，设计仍是个重要的起点，也要与封测同行紧密结合在一起，共同设计、共同研究，制造业也是如此。

因此，未来设计、制造、封测三产业不可能再像过去般泾渭分明，而是要紧密结合一起，透过有机交叉融合，才能真正使产业技术进一步提升。

责任编辑：陈至娴