在剛過去的一年里,大家一同見證了先進(jìn)封裝的崛起。
在摩爾定律逐漸失效,先進(jìn)制程技術(shù)進(jìn)展緩慢之際,先進(jìn)封裝異軍突起,成為了半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)的焦點,在AI、云計算、新能源等領(lǐng)域的龐大需求之下,推動了整個半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
不僅僅是傳統(tǒng)的封裝企業(yè),許多原本專注于代工的企業(yè)也開始進(jìn)軍該市場,從臺積電的CoWoS,到英特爾的EMIB,再到三星的X-Cube,各類2.5D與3D封裝陸續(xù)涌現(xiàn)并走向成熟,在封裝這片藍(lán)海中,掀起了猶如千帆競逐的熱潮。
而更值得關(guān)注的是,為了開拓市場,滿足不同客戶的需求,巨頭們不惜豪擲數(shù)十億乃至百億來擴(kuò)建和新建封裝廠,一場封裝建廠比拼,已經(jīng)拉開了帷幕。
臺積電
臺積電在2023年搞定了兩家封裝廠,一座在竹南,一座在竹科。
首先是已經(jīng)投入的竹南的先進(jìn)封測六廠。2023年6月8日,臺積電位于竹南的先進(jìn)封測六廠正式啟用,該廠位于竹南科學(xué)園區(qū),占地 14.3 公頃,其主要面向下一代高性能計算、人工智能和移動設(shè)備等產(chǎn)品,于2020年開始建設(shè),是臺積電目前最大的封測廠。
這是臺積電首座整合前、后段制程和測試的 All-in-one 自動化先進(jìn)封測廠,臺積電稱,這將為 TSMC-SoIC 工藝量產(chǎn)打下基礎(chǔ)。
臺積電在聲明中表示,先進(jìn)封測六廠將使公司能有更完備且具有彈性的 SoIC、InFO、CoWoS 等多種 3D Fabric 先進(jìn)封裝及硅堆疊技術(shù)產(chǎn)能,并對生產(chǎn)良率與產(chǎn)品性能帶來更高綜效。
臺積電指出,該廠無塵室面積大于臺積電其他所有封裝廠的無塵室面積之和,預(yù)計每年可處理超過一百萬片 300mm 晶圓 ,每年測試服務(wù)時長將超過 1000 萬小時。此前,由于先進(jìn)封裝產(chǎn)能嚴(yán)重不足,臺積電擠壓了大量來自英偉達(dá)等 GPU 供應(yīng)商的訂單。
而后是竹科,臺積電于2023年7月25日正式確認(rèn),因應(yīng)英偉達(dá)、AMD 等廠商對 AI 芯片 CoWoS 等先進(jìn)封裝的需求,將斥資 900 億新臺幣在苗栗縣銅鑼鄉(xiāng)興建先進(jìn)封裝廠。
據(jù)透露,新竹科學(xué)園區(qū)管理局已同意核撥土 7 公頃土地,預(yù)定 2026 年底完成建廠,2027 年第 3 季度量產(chǎn),這座封裝廠的月產(chǎn)能為11萬片12英寸晶圓的3D Fabric制程技術(shù)產(chǎn)能,主要提供“基板上晶圓上芯片封裝”(CoWoS), 完工后可創(chuàng)造 1500 個就業(yè)機(jī)會。
值得一提的是,此前還有消息傳出,臺積電正計劃在臺中地區(qū)建設(shè)第 7 家先進(jìn)封裝和測試工廠,目前正在評估嘉義科學(xué)園區(qū)和云林,雖然并未得到官方確認(rèn),但也從另一個角度體現(xiàn)出了臺積電目前先進(jìn)封裝產(chǎn)能的緊俏。
英特爾
英特爾雖然不像臺積電那樣有大量來自代工客戶的封裝訂單,但它對于封裝的需求,卻一點也不少。
2021年5月3日,英特爾宣布投資35億美元,來擴(kuò)建新墨西哥州的Rio Rancho 工廠,主要是升級該工廠的EMIB 和Foveros 的3D 封裝技術(shù),而在今年1月24日,英特爾的Rio Rancho 工廠 Fab 9 正式擴(kuò)建完成。
英特爾表示,該廠包括了英特爾突破性的 3D 封裝技術(shù) Foveros,該技術(shù)為組合針對功耗、性能進(jìn)行優(yōu)化的多個芯片提供了靈活的選擇和成本。位于 Rio Rancho 的 Fab 9 和 Fab 11x 工廠是英特爾 3D 先進(jìn)封裝技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)的第一個運營基地。這也是英特爾第一個位于同一地點的大批量先進(jìn)封裝工廠,標(biāo)志著端到端制造流程創(chuàng)造了從需求到最終產(chǎn)品的更高效的供應(yīng)鏈。
Fab 9 將有助于推動英特爾先進(jìn)封裝技術(shù)創(chuàng)新的下一個時代。隨著半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入在封裝中使用多個“小芯片”的異構(gòu)時代,F(xiàn)overos 和 EMIB(嵌入式多芯片互連橋)等先進(jìn)封裝技術(shù)為實現(xiàn) 1 萬億美元目標(biāo)提供了更快、更具成本效益的途徑芯片上的晶體管并將摩爾定律延續(xù)到 2030 年以后。
除了新墨西哥外,英特爾在馬來西亞也有布局,目前英特爾在馬來西亞擁有4座工廠,分別為檳城和居林(Kulim)的兩座封測廠,以及在居林負(fù)責(zé)生產(chǎn)測試設(shè)備的系統(tǒng)整合和制造服務(wù)廠(SIMS)和自制設(shè)備廠(KMDSDP)。
而英特爾2021年宣布投資200億美元的IDM 2.0計劃,其中有70億美元將用于馬來西亞,目前正在馬來西亞檳城和居林分別興建兩座封測廠,其中位于檳城的封測廠未來將生產(chǎn)最先進(jìn)的3D IC封裝Foveros,預(yù)計會在2024或2025年啟用,這也是英特爾在美國俄勒岡州廠與新墨西哥州廠之后,首座海外Foveros技術(shù)的先進(jìn)3D封裝廠。
值得一提的是,英特爾同時也在檳城設(shè)有研發(fā)中心。換句話說,英特爾在馬來西亞的所投資的設(shè)施加起來,幾乎就是“迷你英特爾”,僅未設(shè)有晶圓代工廠,凸顯出馬來西亞對英特爾至關(guān)重要的地位。
除此之外,2023年6月16日,英特爾還宣布,將在波蘭弗羅茨瓦投資46億美元,新建一座先進(jìn)封測廠,將有助于滿足英特爾預(yù)計到2027年對封裝和測試能力的關(guān)鍵需求。該工廠的設(shè)計和規(guī)劃將立即開始,施工將在歐盟委員會批準(zhǔn)之后開始,建成后預(yù)計將會創(chuàng)造大約2000個工作崗位。
在英特爾擴(kuò)大代工范圍,允許客戶單獨采購先進(jìn)封裝后,相信也能更好地利用新建封測廠的產(chǎn)能。
三星
由于HBM的火爆,三星也在四面出擊,不斷擴(kuò)大自己的封裝產(chǎn)能。
在韓國國內(nèi),三星電子斥資105億韓元收購了三星顯示位于韓國天安市的工廠和設(shè)備,以擴(kuò)大HBM產(chǎn)能,同時還計劃投資7000億至1萬億韓元新建封裝線。
而在國外,據(jù)日媒援引五位消息人士的爆料指出,三星正考慮在日本建立一條芯片封測產(chǎn)線,以加強(qiáng)其先進(jìn)封裝業(yè)務(wù),同時與日本半導(dǎo)體材料及設(shè)備供應(yīng)商建立更緊密的聯(lián)系。
消息人士指出,三星新封測廠的選址可能會在日本神奈川縣,因為三星在那里已經(jīng)有一座研發(fā)中心。盡管時間等細(xì)節(jié)還沒確定,但投資額很可能在數(shù)百億日元(約 7,500 萬美元)。
三星整體依舊是圍繞著HBM展開,人工智能的風(fēng)潮還未遠(yuǎn)去,擴(kuò)建和新建的產(chǎn)線與工廠能讓它更好地滿足客戶需求。
SK海力士
SK海力士與三星類似,目光都集中在了HBM之上。
2023年6月,據(jù)韓媒報道稱,由于AI半導(dǎo)體需求增加,存儲龍頭之一的SK海力士正在擴(kuò)建HBM產(chǎn)線,計劃將HBM產(chǎn)能翻倍,其中擴(kuò)產(chǎn)焦點在于HBM3,SK海力士正在準(zhǔn)備投資后段工藝設(shè)備,將擴(kuò)建封裝HBM3的利川工廠,預(yù)計到今年年末,后段工藝設(shè)備規(guī)模將增加近一倍。
而在國外, SK海力士此前曾表示,將投資150億美元在美國建立先進(jìn)的封裝設(shè)施,據(jù)消息人士透露,該工廠預(yù)計將在2025-2026年實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),計劃招聘1000名工人。此外,該廠將用于封裝SK海力士自家的存儲芯片和其他美國公司為機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能應(yīng)用而設(shè)計的邏輯芯片。
美光
與海力士和三星相比,位于美國的美光要稍許激進(jìn)一些,光是去年,美光就有四個擴(kuò)建和新建的封裝廠。
2023年6月16日,美光宣布計劃在未來幾年對其位于中國西安的封裝測試工廠投資逾 43 億元人民幣,公告稱,美光已決定收購力成半導(dǎo)體(西安)有限公司(力成西安)的封裝設(shè)備,并計劃在美光西安工廠擴(kuò)建新的廠房,并引進(jìn)全新且高性能的封裝和測試設(shè)備,以期更好地滿足中國客戶的需求。
此次宣布的擴(kuò)建的新廠房將引入全新產(chǎn)線,用于制造移動 DRAM、NAND 及 SSD 產(chǎn)品,以強(qiáng)化西安工廠現(xiàn)有的封裝和測試能力。據(jù)悉,美光籌備該項目已有一段時間,并已啟動在西安生產(chǎn)移動 DRAM 的資質(zhì)認(rèn)證工作。
2023年6月22日,美光在印度古吉拉特邦投資8.25億美元,建設(shè)新的芯片封裝和測試工廠,該工廠將實現(xiàn)DRAM和NAND產(chǎn)品的組裝和測試制造,即專注于將存儲晶圓轉(zhuǎn)化為球柵陣列(BGA)集成電路封裝、存儲模塊和固態(tài)驅(qū)動器,并滿足國內(nèi)外市場的需求。
據(jù)介紹,美光古吉拉特邦新的封裝和測試設(shè)施預(yù)計將于2023年開始分階段建設(shè)。第一階段將包括50萬平方英尺的潔凈室空間的封測廠,將于2024年底開始運營,美光將隨著時間的推移,根據(jù)全球需求趨勢逐步提高產(chǎn)能。美光預(yù)計,該項目的第二階段將于2020-2030年的后半期開始,其中包括建造一個規(guī)模與第一階段類似的設(shè)施。
2023年10月,美光宣布其位于馬來西亞檳城Batu Kawan新建的封裝和測試廠落成。這是該公司位于馬來西亞的第二家封測工廠,投資10億美元。美光表示,未來幾年內(nèi)將繼續(xù)增加10億美元的投資,將工廠面積增加到150萬平方英尺。擴(kuò)建后,美光可以提高產(chǎn)能,并進(jìn)一步加強(qiáng)其組裝和測試能力,使其能夠提供領(lǐng)先的NAND、PCDRAM和SSD模塊,以滿足對人工智能、自動駕駛或電動汽車等變革技術(shù)不斷增長的需求。
2023年11月,美光位于臺中的先進(jìn)封裝測試廠(臺中四廠)正式建成開幕,該工廠以內(nèi)存先進(jìn)封裝為主,未來將會是美光發(fā)展1-gamma先進(jìn)制程與HBM3E高帶寬內(nèi)存先進(jìn)封裝的重要基地。
日月光
全球最大封測公司日月光把目光放到了東南亞,開始積極擴(kuò)充馬來西亞封測廠產(chǎn)能,
2022年11月,日月光在馬來西亞檳城的新廠四廠及五廠動工,預(yù)計2025年完工,兩座廠房完工后,總建筑面積將達(dá)到200萬平方英尺,是既有廠房面積的2倍。日月光當(dāng)時指出,將在5年內(nèi)投資3億美元,擴(kuò)大馬來西亞生產(chǎn)廠房,采購先進(jìn)設(shè)備,訓(xùn)練培養(yǎng)更多工程人才。
而日月光在今年1月公布,馬來西亞檳城四廠和新參觀中心日前舉行啟用典禮,檳城四廠主要鎖定銅片橋接(copper clip)和影像感測器封裝產(chǎn)線,也會布局先進(jìn)封裝產(chǎn)品。目前日月光馬來西亞檳城封測廠產(chǎn)品包括導(dǎo)線架封裝、打線BGA封裝、復(fù)晶封裝、內(nèi)存封裝、晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)等。
值得一提的事,日月光還在1月19日公告表示,馬來西亞子公司投資馬幣6969.6萬令吉(約新臺幣4.64億元),取得馬來西亞檳城州桂花城科技園土地使用權(quán),因應(yīng)營運需求,產(chǎn)業(yè)人士分析,日月光此次投資項目,也布局先進(jìn)封裝。
安靠
全球排名第二的封測廠商安靠則是四面出擊,分別在越南、美國和歐洲建起了新廠。
2023年10月,安靠位于越南北寧省的先進(jìn)封測工廠竣工投運。據(jù)安靠科技介紹,其越南園區(qū)位于安豐II-C工業(yè)園區(qū)內(nèi),占地57英畝,將成為安靠科技規(guī)模最大的工廠。
此前安靠表示,新工廠的第一階段將專注于為世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體和電子制造公司提供先進(jìn)的系統(tǒng)級封裝(SiP)封裝和測試解決方案。第一階段的投資預(yù)估約2.5億美元,潔凈室面積約20000平方米。
2023年12月,安靠宣布將斥資20億美元在美國亞利桑那州皮奧里亞市建造一座新的先進(jìn)半導(dǎo)體封裝和測試設(shè)施,可創(chuàng)造多達(dá)2000個就業(yè)崗位,預(yù)計在未來兩到三年內(nèi)開始生產(chǎn),該設(shè)施將為附近的臺積電工廠生產(chǎn)的芯片進(jìn)行封裝和測試。
安靠表示,新廠開業(yè)后,蘋果將成為第一個也是最大的客戶,該廠還會為其他公司提供服務(wù),并將利用該設(shè)施來封裝其他芯片。新廠的第一期預(yù)計將在未來兩到三年內(nèi)投產(chǎn),其已申請“芯片法案”的補(bǔ)助資金?!靶酒ò浮钡?20 億美元補(bǔ)貼中的至少有25億美元已指定用于“國家先進(jìn)封裝制造計劃”,這座新廠有望取得補(bǔ)助。
今年1月16日,安靠和格芯為葡萄牙波爾圖工廠舉行剪彩儀式,該儀式將標(biāo)志著兩家公司之前宣布的合作關(guān)系正式啟動,并強(qiáng)調(diào)合作打造半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)的完整歐洲供應(yīng)鏈。
格芯表示去年已將50個設(shè)備從德累斯頓工廠轉(zhuǎn)移到波爾圖的Amkor,首批客戶產(chǎn)品已通過格芯設(shè)備所需的認(rèn)證。目前格芯正在將其某些300mm生產(chǎn)線從德累斯頓工廠轉(zhuǎn)移到 Amkor 的波爾圖工廠(該工廠已通過 IATF16949 認(rèn)證),以建立歐洲首個大規(guī)模封測廠。
力成
老牌封測廠商力成雖然沒有在過去的一年里新建封測廠,卻也有意對外擴(kuò)張,以實現(xiàn)供應(yīng)鏈多元化。
力成董事長蔡篤恭今年1月表示:“公司正在評估在日本建立一家高端芯片封裝廠的提議,但只有在能找到合作伙伴共同投資的情況下,才會推進(jìn)這一計劃。”
蔡篤恭稱,在日本運營芯片組裝和封裝比在中國臺灣更昂貴,因此只有在那里做先進(jìn)或高端芯片封裝技術(shù)才更有意義。目前力成正在與客戶談判,以評估他們對投資日本的興趣。
他指出,在日本經(jīng)營一家芯片封裝廠的成本大約是在中國臺灣的兩倍。但他以臺積電熊本項目為例,說明了合資設(shè)廠的優(yōu)勢。“我們認(rèn)為臺積電在日本投資的商業(yè)模式是相當(dāng)成功的,公司正在探索遵循這種模式,這可能使那里的運營更具持續(xù)性。如果日本的計劃沒有實現(xiàn),公司以后可能會考慮東南亞的擴(kuò)張目的地。”
長電
國產(chǎn)封測廠商長電科技在過去一年也有了新的動向。
2023年6月21日,長電位于無錫江陰的晶圓級微系統(tǒng)集成高端制造項目新廠房完成封頂。該項目于2022年7月開工,聚焦全球領(lǐng)先的2.5D/3D高密度晶圓級封裝等高性能封裝技術(shù),面向全球客戶對高性能、高算力芯片快速增長的市場需求,提供從封裝協(xié)同設(shè)計到芯片成品生產(chǎn)的一站式服務(wù)。項目一期計劃于2024年初竣工并投入使用,目前整體建設(shè)按計劃快速推進(jìn)。
2023年6月,長電科技與中國(上海)自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)管委會簽訂《上海市國有建設(shè)用地使用權(quán)出讓合同》,其擬在閔行開發(fā)區(qū)臨港園區(qū)建立長電汽車芯片成品制造封測項目,占地面積約214畝。
該項目占地210畝,建筑面積大概20萬平方米,初期計劃5萬平米的潔凈廠房,預(yù)計2025年初建成,項目產(chǎn)品涵蓋半導(dǎo)體新四化領(lǐng)域的智能駕艙、智能互聯(lián)、安全傳感器以及模塊封裝類型,全面覆蓋傳統(tǒng)封裝以及面向未來的模塊封裝以及系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品。
長電表示,依托集團(tuán)完備的封裝技術(shù)系統(tǒng),長電科技臨港項目將建成中國規(guī)模最大、最全面的汽車電子芯片制造標(biāo)桿工廠。
通富微電
國內(nèi)的通富微電則于近幾年邁出了向國外擴(kuò)張的步伐。
2023年9月,通富微電表示,目前公司位于馬來西亞的通富超威檳城新廠房建設(shè)進(jìn)展順利,預(yù)計于2023年內(nèi)竣工投入使用。
通富超威是通富微電與AMD的合資公司。早在2016年,通富微電就收購了AMD位于馬來西亞檳城生產(chǎn)基地85%的股權(quán),并擁有了在馬來西亞的封測平臺,承接國內(nèi)外客戶高端產(chǎn)品的封測業(yè)務(wù)。
2023年6月,通富超威檳城啟動新廠房建設(shè)儀式,項目總體規(guī)劃投資金額近20億令吉(約合4.3億美元)。新廠房將進(jìn)一步增加對AMD的供應(yīng)能力。根據(jù)通富微電半年報,該公司不僅為AMD等海外客戶提供封測服務(wù),并已為AMD大規(guī)模量產(chǎn)Chiplet產(chǎn)品。
華天科技
華天科技同樣在新建封測廠。
2023年3月,華天科技發(fā)布公告稱,公司全資子公司華天科技(江蘇)有限公司投資28.58億元進(jìn)行“高密度高可靠性先進(jìn)封測研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目的建設(shè)。
公告顯示,高密度高可靠性先進(jìn)封測研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目將新建廠房及配套設(shè)施約17萬m2,購置主要生產(chǎn)工藝設(shè)備儀器476臺(套)。項目建成投產(chǎn)后形成Bumping84萬片、WLCSP48萬片、超高密度扇出UHDFO2.6萬片的晶圓級集成電路年封測能力。項目建設(shè)期為5年,從2023年6月至2028年6月,項目采用邊建設(shè)邊生產(chǎn)的方式進(jìn)行。
華天表示,該項目主要定位于市場需求量大、應(yīng)用前景好的凸點封裝、晶圓級封裝、超高密度扇出封裝,項目產(chǎn)品主要為Bumping、WLCSP、UHDFO等,應(yīng)用于5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療電子、安防監(jiān)控以及汽車電子等戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域。
寫在最后
隨著摩爾定律的放緩,更多廠商開始關(guān)注集成與封裝,除了傳統(tǒng)委外封測廠商(OSAT)之外,傳統(tǒng)IDM的代工廠也開始參與進(jìn)了封裝市場之中,不論是傳統(tǒng)封裝還是先進(jìn)封裝,在可預(yù)見的未來里競爭只會愈發(fā)激烈。
在過去的一年里,在大量封測廠落地的同時,還有更多新的封測項目展開,2024年伊始,新一輪的封裝建廠大賽就已開幕,再配合更多先進(jìn)封裝技術(shù)的涌現(xiàn),誰才是最大的贏家,大家不妨拭目以待。