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高端性能封装: 3D/2.5D集成(2020年版)

(图文译自Yole Développement)
战略部  2021/02/04

华进半导体作为国内最早涉足2.5D/3D封装的平台之一,能够提供从封装设计/仿真到硅转接板生产和组装的一站式解决方案 ,欢迎咨询。

高端性能封装对半导体行业而言至关重要

尽管摩尔定律已经存在了50多年,但它已不再具有成本效益。当谈到先进光刻节点时,有能力跟进的厂商屈指可数,目前仅有英特尔、三星和台积电这三家遥遥领先。业界正利用先进封装技术,将多个先进和/或成熟的芯片集成到一个封装体内,这也被称为异质集成,配合2.5D/3D封装,旨在让摩尔定律在系统层面得以延伸。

时代变迁,业界正在寻找替代方案,利用高端封装融合最新和成熟节点,采用系统封装(SiP)和基于小芯片的方法,设计和制造最新的SoC产品。2.5D/3D封装正在加速3D互连密度(3D ID)的技术突破。

在2019年之前,高端封装在3D堆叠DRAM、HBM、FPGA等领域具有很好的商业化前景。它已被用于各种处理器和应用,包括CPU、GPU、处理器核心、固态硬盘、存储块和图形。展望未来,在高性能计算(HPC)应用中,封装技术的复杂性和协同性将会越来越高。

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高端封装技术和应用路线图

高性能封装市场预测

2019年高端封装市场规模为8亿美元。预计2025年将达到47亿美元,复合年增长率32%(2019-2025年)。按封装单位统计,2019年高端封装2.405亿单位,预计2025年将实现14.092亿单位,复合年增长率38%(2019-2025年)。高端性能封装的最大市场来自电信和基础设施终端市场,占比超过60%(2019年-2025年)。高端封装预计在“手机和消费”和“汽车和移动”领域增长最快,分别为60%和88%。

在数字时代的突出需求中,终端系统单元(包括云计算、网络、高性能计算和消费设备、个人计算和游戏等)的实施及利益驱动高端封装的发展。这些主要趋势为高端封装市场的发展良机打下了基础。此外,消费数字化趋势以及日益增长的物联网、移动连接和智能对象应用,将为器件级高端性能封装市场扩张提供主要机会。它们需要高速且大存储与处理单元实现快速交互。例如,针对游戏应用的先进计算,通过硅通孔实现3D堆叠DRAM和HBM。为GPU配备高速存储器,确保实现高性能游戏。此外,苹果发布了搭载了AMD Radeon GPU Vega 10 pro的升级版iMac pro。

虽然汽车和移动领域的高端封装市场规模较小,但其增速却名列前茅。高端封装在这一市场的强劲增长主要归功于汽车应用的AI和机器人趋势。

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2019-2025年高端性能封装市场预测

主要玩家对高端性能封装供应链的影响

晶圆级封装正在改变标准的前后道供应链,并衍生出中道业务,即进行晶圆级Bumping和封装工艺。中道业务可在OSAT、WLP厂或IDM内实现。像英特尔、台积电和三星等大公司已经成功进军先进封装市场。在高端性能封装方面,它们的上市时间比OSAT更快,且规模空前。对OSAT构成了直接且强大的威胁。

大厂拥有前后道能力。作为晶圆代工厂,台积电关注前道和后道,3D SoIC成为其新焦点;因此,台积电可以快速决策,有效贯彻战略。英特尔也一直在积极推动其高端封装技术的商业化,如Foveros、EMIB和混合键合。英特尔的Foveros和台积电的CoWoS是直接竞争关系。虽然三星是HBM TSV领导者,但它并没有积极推广2.5D逻辑转接板。三星和英特尔需要确保从设计团队到系统部门都能达成一致。任何形式的变革都会受到许多根深蒂固的遗留问题的限制,减缓它们在先进封装领域取得领先地位的进程。

在高端封装领域,OSAT业务正在被代工厂和IDM蚕食。未来,因为拥有尖端的统包服务,如最新的硅节点制造技术和先进的封装,无晶圆厂模式可能会变得更有吸引力。无晶圆厂和设计公司正在寻找性价比更优的封装,特别是针对高端应用。如果大厂能同时保证质量和成本效益,那么OSAT必须采取措施确保先进封装的市场份额。

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l  关于High-End Performance Packaging: 3D/2.5D Integration 2020

本报告明确了高端性能封装的定义、驱动力以及挑战;分享了现有技术及其趋势、路线图;分析了供应链及主要玩家的业务状态;最终预测了市场前景。

l  报告涉及企业

ADI, AMD , Amkor, Annapurna/Amazon, arm, ASE, Atmel, Broadcom/Avago, Broadpak, CEA-Leti, Cerebras, Cisco, Cray , Cypress, eSilicon, Facebook, Fraunhofer IZM, Freescale, Fujitsu, GlobalFoundries, Gloway, Google, Hitachi, HLMC, Huawei, Ibiden, IBM, IME, IMEC, Infineon Technologies Intel, JCET, Juniper Networks, Kyocera, Micron, Mitsubishi, Nhanced, Nvidia, ON Semiconductor, Oracle, Panasonic, PTI, Qualcomm, Rambus, Renesas, Rohm, Samsung, Sanyo, SEMCO, Sharp, Shinko, SK hynix, SMIC, Sony, SPIL, STMicroelectronics, Tesla, Tezzaron, Texas Instruments, Toshiba, TSMC, UMC, Xilinx, Xperi, YMTC, and more.

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l  购买方式

如需样刊或购买,请联系华进战略部:0510-66679351 Xiaoyunzhang@ncap-cn.com

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2021年一季度报告清单

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Future   Soldier Technologies 2021

YINTR21201

Power   Electronics for e-Mobility Applications 2021

YINTR21218

Emerging   Non-Volatile Memory - Technology and Market Trends 2021 

YINTR21202

4G/5G   Telecom Infrastructure - Technology and Market Trends 2021

YINTR21199

Charging   Infrastructure for e-Mobility Applications 2021

YINTM21154Q1

ADVANCED   PACKAGING Quarterly Market Monitor Q1 2021

YINTM21155Q1

CMOS   IMAGE SENSOR Quarterly Market Monitor Q1 2021

YINTM21156Q1

COMPOUND   SEMICONDUCTOR Quarterly Market Monitor Q1 2021

YINCM21157Q1

DRAM   Quaterly Market Monitor Q1 2021

YINCM21159Q1

NAND   Quaterly Market Monitor Q1 2021

YINTM21161Q1

XPU   Quaterly Market Monitor Q1 2021

SPR21540

Si   IGBT comparison 2021

SPR21577

Innolight   tranceiver 400 G T-DP4CNT-N00

SPR21554

GaN   EPC2152 mono Gan on SOI

SPR21578

Hololens

SPR21585

ams   mini camera NanEye

SPR21583

SK   hynix Gold P31 SSD 128 layers

SPR21586

Automotive   Micromirror DLP DLP5531-Q1

SPR21587

iPhone   12 5G chipset

SPR21553

Smartphones   Camera Comparison 2021 V1 (Apple evolution)

SPR21576

iPhone   12 flood illuminator by ST

SPR21584

Samsung   980 Pro NVMe

SPR21530

RFFEM   Comparison 2021 V1  (5G Chipset)

SPM21001

Smartphones   Monitor Q1 2021

SPR21526

Smartphones   Camera Module & CIS Comparison 2021 V2 (china)

SPR21533

Mobile   Inertial sensors comparison 2021

SPR21535

 IPD & Silicon capacitors comparison 2021

SPR21582

Automotive   Power MOSFET comparison 2021

SPR21593

Consumer   MEMS microphones comparison 2021

SPR21603

Philips   NaturalTrust UVC LED Module

SPR21606

Avago   AFEM8200

SPR21607

Gloway   DRAM with CXMT device

以上图文译自Yole Développement的High-End Performance Packaging: 3D/2.5D Integration 2020,原文请参考:https://www.i-micronews.com/products/high-end-performance-packaging-3d-2-5d-integration-2020/ 


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  • 关于华进

  华进半导体于2012年9月在无锡新区正式注册成立,开展系统级封装/集成先导技术研究,研发2.5D/3D TSV互连及集成关键技术(包括TSV制造、凸点制造、TSV背露、芯片堆叠等),为产业界提供系统解决方案。同时将开展多种晶圆级高密度封装工艺(包括WLCSP/Fan-out)与SiP产品应用的研发与大规模量产,以及与封装技术相关的材料和设备的验证与研发。

  网址:www.ncap-cn.com

  微信:NCAP-CN

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来源: Yole Développement