乘“封”破浪,面板级封装深度报告(40页附下载)

半导体在线 2025-08-28 15:28

第四届功率半导体与先进封装测试创新高峰论坛
为促进功率半导体和先进封装领域的学术交流与产业合作,探讨最新技术进展、工艺优化及未来发展方向,无锡市集成电路学会和半导体在线将于2025年9月18日无锡市组织召开第四届功率半导体与先进封装测试创新高峰论坛,欢迎参会、参展等合作。
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2024年,封装市场整体同比增长16%至1055亿美元,其中先进封装市场同比增长20.6%至513亿美元,占比接近50%。根据Yole预测,封装市场整体规模有望在2030年至1609亿美元,其中先进封装规模有望增长至911亿美元,2024-2039年复合增长率达10%。基于高端市场及中低端市场划分,当前中低端市场规模仍主导先进封装市场。但随着生成式AI、边缘计算以及智能驾驶ADAS对性能需求的扩张,预计2029年,高端市场份额将从2023年的8%提升至33%。

为何需要先进封装?一则,先进制程摩尔定律的尽头,封装摩尔定律的开始。摩尔定律实际上是一则商业定律,是指集成的单位面积的晶体管数量上升伴随着单个晶体管价格下降。当晶体管大小微缩至分子,甚至原子大小时,先进制程的代价会导致规模化效应大幅锐减,从而打破了单个晶体管价格下行的规则。那么,如何以更低成本带来更高性能则转向了从系统层面考虑的封装工艺。二则,随着下游对多样化功能的需求,功能器件之间的交互更加频繁,水平角度体现在于GPU与VRAM(显存)之间,垂直角度体现在PCB与芯片间的线宽/线距巨大差异。如何以更低成本高效实现芯片间与芯片内部高速互连,提高系统整体性能是驱动封装的核心。

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为何需要面板级封装?:采用面板级封装(PLP)技术具有更高的成本效益、更强的设计与布局灵活性,以及更优异的热性能和电气性能。PLP解决方案采用厚铜重布线层(RDL)实现芯片互连,既能支持高电流密度,又彻底消除了对引线框架或基板的需求。2024年传统封装市场规模542亿美元,预计2030年将达到698亿美元,PLP封装可替代空间广阔。此外,除基于封装基板的晶圆级封装外,2024年晶圆级封装市场为21亿美元,FO/2.5D有机中介层市场18亿美元,预计2030年,WLCSP+2.5D有机中介层封装市场将达到84亿美元。若面板级封装加速渗透,在成本优势下,基于晶圆为工艺平台的WLCSP及2.5D有机中介层封装或将被PLP替代。

为何在高端市场基板如此重要?:封装基板的主要用途在于四个方面,传输、散热、保护,功能集成:1、为IC芯片的信号传输和电源分配提供有效的输入输出路径,且信号损失低;2、提供器件工作时所产生的热量的有效散热路径;3、为器件提供保护,在受到外界机械应力和化学环境腐蚀时,确保器件不受损害或者性能退化;4、提供更大的面积,从而能够放置更多功能芯片。其中,我们认为对于封装基板及其材料最重要的性质是传输(低损耗),也是持续封装摩尔定律的核心。为了匹配芯片I/O密度的不断提升(I/O数量更多、节距更精细),以满足移动设备、5G、数据中心、云计算和高性能计算(HPC)等大趋势下的系统需求。这也导致了在芯片间互连分辨率需求向更高密度发展。当前RDL布线线宽/线距需要底部材料可满足10μm之内,甚至2μm。当前来看,即使高端HDIBoard也只能实现25/25至50/50μm,无法满足芯片互连需求。此外,信号完整性也是封装基板及材料需要考虑的因素。

COWOP?Substrate-Less?:我们认为Chip on Wafer on PCB的实际思路并非是substrate-less(去基板),而是在于模糊了PCB与基板之间的定义。换句话而言,无论是中介层还是基板、PCB其功能均是芯片间传输、散热、保护,功能集成,若实现COWOP技术,相当于需要将基板的功能转移至PCB,基板的技术、材料或仍然通用。另外,以当前PCB的布线密度和IO密度而言仍然无法实现与中介层的匹配;若要实现COWOP核心是在于寻找能够实现高密度IO的材料,从而使PCB能够匹配硅中介层的L/S、IOPitch,后续PCB可能走向类基板的定位,传统PCB使用基板材料制备从而实现IC直接封装至PCB之上。从这个角度而言,COWOP与基板并不冲突,基板工艺或运用于PCB之上,使其能够实现高IO需求。

相关公司:封装基板及材料公司,联瑞新材(688300.SH)、华正新材(603186.SH)、兴森科技(002436.SZ)、深南电路(002916.SZ)、景旺电子(603228.SH)、生益科技(600183.SH)、南亚新材(688519.SH);OSATs(封装代工厂商),华天科技(002185.SZ)、华润微(688396.SH);基板制造设备厂商:大族激光(002008.SZ)、鼎泰高科(301377.SZ)、中钨高新(000657.SZ)。

风险提示:技术风险:PLP封装仍处于导入阶段,大Panel的翘曲问题,与硅的热应力问题仍需解决;行业技术变革大,且当前Panel标准仍然不明确;大尺寸Panel需采购新设备,公司前期投入较大。行业风险:AI及算力芯片需求下滑,半导体周期下行。政治、政策不确定性因素及其他宏观因素。

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来源:金元证券
作者:唐仁杰
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