浅析中国集成电路封装产业的发展趋势及市场分析

【捷多邦PCB 】伴随着物联网技术时期来临，中下游电子设备对集成ic的大小规定更为严苛，与此同时规定集成ic的功能损耗愈来愈低， 这种都对集成电路封装技术性指出了更好的规定，优秀的封装形式技术性可以节省 PCB 板上室内空间并减少电子器件功能损耗，将在中下游电子设备要求推动下迅速发展趋势。 我国出色的封装形式公司在 BGA、 WLCSP、 Bumping、FC、 TSV、 SiP 等优秀封装形式行业合理布局健全，紧随销售市场对封装形式领域的要求，有工作能力承揽全世界电子器件产业链的订单信息迁移。

产业转移，中国集成电路市场前景看中

电子器件是当代计算机技术性的根基，自打 1946 年全世界第一台电子管计算机问世至今，电子计算技术性颠覆性的转变了人们信息资源管理的方法。分立器件构成的电子器件计算系统软件容积巨大，应用领域比较有限，电子器件是一种小型电子元器件，将一个电路图中的晶体三极管、电阻器、电容器等元器件制做在一个芯片上，促使容积微型化，其发展趋势深入的危害了人类社会的快速发展过程。

半导体材料一般包含电子器件、 公司分立电子器件、感应器、光电材料等范围，在其中电子器件是半导体业的关键， 占有了半导体材料销售量的超出 80%。 全世界电子器件领域展现规律性和成长型双向特性， 一方面，电子器件领域遭受宏观经济政策的危害，另一方面遭受中下游电子设备自主创新阶段的危害，因而整体上展现量变到质变的发展趋势。依据全世界半导体材料进出口贸易统计分析机构数据信息， 2015 年全世界电子器件市场需求做到2850 亿美金，相匹配从 2004 年到 2015 年的年复合增长率为 4.36%。

全世界电子器件市场需求( 万美元)

近些年，因为亚太地区尤其是中国大陆交易电子城的兴起，及其人力成本层面的优点，促使近 5 年以来电子器件产业链重心点不断向我国迁移。 依据美国半导体行业协会结果显示，亚洲地区(没有日本)半导体材料销售总额从 2009 年 1 月的世界占有率 47.52%提高到 2015 年 5 月的 60.85%。能够看见近些年亚太地区地区半导体材料不断展现供应两旺的局势，全世界半导体产业展现显著的向亚洲地区迁移的发展趋势。

半导体材料销售总额亚太地区占有率

依据中国半导体协会结果显示， 2014 年在我国电子器件领域市场容量做到 3015.4 亿人民币RMB。获益于我国中下游消费电子产品等产业链的快速发展趋势， 我国市场以往 10 年电子器件经营规模完成了 18.65%的复合型年化收益率年增长率。 在其中封装形式领域市场容量做到 1255.9 亿人民币RMB，占电子器件市场容量的 41.65%。 2015 年电子器件产业链销售额做到 3500 亿人民币，年平均增长率做到 18%，持续保持快速成长。

中国集成电路市场容量(亿人民币)

全世界角度看来，半导体业萧条水平在于中下游要求。以往 10 余年代，电脑台式机、便携式计算机、智能机推动了半导体业的长周期发展。立在当今关键点看，全世界智能机增长速度变缓，依据 IDC 统计分析， 2014 年全世界手机行业经营规模大概在 18.9 亿，智能机市场销售 12.8 亿，覆盖率 70%。

2015 年中国移动智能终端销售量预估仍有同期相比 20%的提高，但充分考虑终端设备总经营规模，预估移动智能终端取代已贴近序幕，将来终端设备销售市场太多的有可能发生规律性。展望未来，物联网技术是支撑点半导体业发展趋势的新引擎。

2005 年 11 月国际电信联盟( ITU)公布了汇报宣布明确提出了物联网技术( IoT)定义，造成了各国的普遍关心。物联网技术就是指全世界全部的物件都能够根据互联网积极开展信息交换，完成一切時间、一切地址、一切物件中间的互连。在物联网时期，信息内容连接不会再限于人和人之间( H2H)中间的连接，人和物( H2T)的互连，物与物( T2T)的互连将变成未来发展方位，物联网技术被觉得是继电子计算机、互联网技术以后，全球信息技术产业的第三次浪潮。

伴随着 IC 电子器件成本费减少，嵌入式操作系统在飞机场、车辆、家用电器、工业生产设备、医疗设备、监管设备和日用物件等普遍的物理学机器设备中可以获得运用，这种物理学连接网络机器设备系统软件( cyber physical system)是物联网技术的基础设施建设和表达形式。根据每个人、角色、万物联接工作能力搭建物联网，必须微波感应器、数字功放、互联网技术三类物联网技术连接点。微波感应器结点是具备rfid标签的物件，这也是互联网中总数最大的结点 。

微波感应器结点一般没有开关电源 ，可以具备移动化 ，具备被感知能力和少许的数据储存工作能力 ，不具有测算和处理工作能力，给予处于被动的联接工作能力。数字功放结点是具有认知、连接网络和自控能力的嵌入式操作系统，这也是物联网技术的关键结点。 这类机器设备是当今迅速發展的行业，比如含有连接网络作用和数据采集作用的智能运动手环、具备远程操控模块的中央空调等。

互联网技术结点具有连接网络和自控能力的测算系统软件 ，可以觉得是物联网技术的计算中心。做为一个中心连接点，互联网技术连接点必须有无间断的开关电源，高运作稳定性，具有互联网生产调度、操纵、信息内容储存、大中型测算等功效。

物联网技术连接点种类

而物联网技术有了封装形式产业链的更改，并给我国产生了新的机会。

封装形式产业链最先突出重围

前边提及，伴随着产业转移和专利运营，我国封装形式公司拥有新的机会，而实际上现阶段在我国封装形式公司早已具有一定的竞争力，在国际性前 20 的封装形式公司中，在我国有着 3 席。封装形式行业集中度较高，前 5 名占据 50%以上的市场占有率，伴随着长电科技回收星科金朋，前 5 名的市场集中度将进一步提高。

2015 年全世界测封销售市场关键生产商营业收入及市场份额

以 2015 年营业收入计企业并购后三巨头市场占有率

在半导体产业链中，封装形式产业链对比晶元生产制造的资本开支规定低许多，依据万得数据， 2015 年全世界半导体行业支出做到 410 亿美金，在其中晶元加工制造业支出337 亿，占有率 82%，封装测试业支出 72 亿，占有率 18%。封装测试因为针对资本开支要求相比较小，更便于首先发展趋势。

事实上，我们可以知道以往 10 年我国测封行业占有电子器件超出 40%的销售市场，而从全球的角度看，电子器件产业价值链中，ic设计、晶圆制造、封装测试的占有率大概为 3∶4∶3，这类先给优点确定了电子器件产业链行业的国产替代必定从封装形式行业逐渐， 从内地全产业链优点看来，封装形式离中下游摸组更近， 一样有益于优先选择取代。 进而将来将以ic设计和封装形式的产业群优点推动轻资产的芯片制造追逐国际性领先水准。

另一方面，针对设计公司，变换晶元生产制造的 foundry 必须重置掩膜板、试生产及调节合格率等众多工程项目， 不一样晶圆厂的设计方案库也各有不同， 一般必须顾客和晶元厂深层协作，也要较为长的转产周期时间。而封装形式厂转产相对性简易，不用顾客开展很多工作中，更非常容易充分发挥内地全产业链的费用优点。《国家集成电路产业发展推进纲要》中确立了 2020 年封装测试技术性做到国际性领先地位， 2030 年限电源电路全产业链关键阶段做到世界领先水准。封装形式助推首先突出重围的路线地图十分清楚。

电子器件资产机器设备支出( 万美元)

因而大家觉得，封装形式领域将来发展有三大逻辑性支撑点， 第一是物联网时期对电子器件极大的要求; 第二是中电科中下游商品产业群创建所引起的封装形式领域国产化替代发展趋势;第三是我国政府在产业结构升级历程中， 给与电子器件产业链的极大适用。 这三点决策了未来中国封装形式领域可以相对性较少的遭受规律性危害，维持长周期萧条。

受我国电子器件产业链政策扶持带动，至 2020 年，中国 IC 产业链将维持 CAGR 20% 年增长率。与此同时，当地 IC 测封公司全世界企业并购主题活动加强，不但产生很多优秀测封技术性与专业知识产 权，也促使国际性顾客慢慢转为内地。另加近几年来国际性 IC 封装形式大佬安靠等在内地的很多项目投资， 在我国 IC 优秀封装形式产业链预估将以 CAGR 不低于 18%增长速度维持提高，预估由 2016 每年产量 41.5 亿片增加到 2018 年 57 亿片。2020 年，中国优秀封装形式领域经营规模将做到 46 亿美金 。

因而发展趋势中国封装形式产业链刻不容缓。

优秀封装形式技术性制造公司国际竞争能力

伴随着消费电子产品的发展趋势， 手机上、 PAD、 笔记本电脑愈来愈注重微型化， 已经盛行的智能穿戴设备对容积规定更为严苛。另一方面， 物联网技术时期对集成ic功能损耗规定更低， 这种都对集成电路封装技术性指出了更好的规定， 优秀的封装形式技术性可以节省PCB 板上室内空间并减少电子器件功能损耗， 将在消费电子产品和物联网技术的两层面推动下，迅速发展趋势。 中国公司在优秀封装形式行业的合理布局可以合理支撑点公司承揽全世界电子器件重心点迁移发展趋势， 协助公司长期性发展。 下面大家整理了关键的优秀封装形式技术性。

最先我们要了解一下封装形式技术性的步骤。

电子器件的生产制造步骤包含ic设计、晶元生产制造、封装测试三个阶段。在全产业链上，封装形式坐落于晶元生产制造的中下游阶段，处在摸组加工的上下游阶段。封装形式可以觉得是电子器件生产过程的最终一道工艺流程，就是指将集成ic( Die)在差异种类的架构或是基材上合理布局、黏合固定不动联接，引出来接线端子排并根据塑封膜料( EMC)固定不动产生不一样外观设计的封装形式体的一种加工工艺。

封装形式在电子器件生产制造全产业链中的部位

封装形式关键有四方面的功效

第一， 是具有维护集成ic的功效，根据晶圆制造厂生产制造的裸晶十分敏感，必须在洁净室的条件下生产制造，对温度湿度尘土相对密度及其静电感应都是有严谨的规定，才可以确保集成ic不容易无效。可是车辆的应用自然环境远为繁杂，因而必须封装形式来维护集成ic。

第二， 封装形式可以对集成ic具有支撑点功效，促使元器件总体抗压强度提升不容易毁坏。

第三， 封装形式加工工艺承担将集成ic电源电路和外界管脚连通。

第四， 封装形式为集成ic工作中提升稳定性自然环境，确保集成ic使用期限。

封装形式的内部构造

封装形式可以依照应用的封装形式原材料开展归类，分成金属封装、陶瓷封装、塑胶封装形式，在其中商业 95%以上的设备是用塑胶封装形式。从和 PCB 板电焊焊接关联上讲，封装形式又可以分成 PTH(埋孔式)封装形式和 SMT(表层贴装试)封装形式，现阶段绝大部分商品应用表层贴片封装形式。从封装形式的种类上又可以分成 DIP、 SOT 、 QFN 、LCC、 TSSOP、 QFP、 BGA 等封装形式技术性，不一样封装类型的压根区别取决于引脚数。量的多大及其封装形式高效率的多少。

一个集成ic的封装形式，一般要通过多道工艺过程，最先必须将晶圆厂在出厂的晶元( wafer)正脸电源电路地区贴胶布维护，开展反面碾磨，一般必须减薄到 200-350uM;随后将晶元切成一片片单独的集成ic( Die)，并开展烟尘清理工作中;

第三步装片( die bonding)是将集成ic运用银浆等粘接，安装到架构上;随后开展引线键合( wire bonding)工作中，运用擅木将集成ic的点一下与架构的管脚相互连接;再用专用型模貝，在一定工作压力和环境温度的标准下要塑封膜环氧树脂把键合后的半成品加工封装形式维护起來，并在制成品上打印出上标识;

最终通过制成品检测去除欠佳品获得在出厂制成品。伴随着芯片封装技术性的发展，封装形式的加工工艺也出現了一些转变，选用不一样加工工艺的商品在实际的封装形式步骤上也会各有不同。

封装形式的步骤

封装形式技术性的演变方位

伴随着电子器件的复杂，企业质量信息内容的提升和单位时间计算精度的越发高，接踵而来的是封装形式商品引脚数的提升。另一方面电子设备微型化的发展趋向十分明确，这类市场前景对电源电路封装形式水平指出了相对的规定，不会再达到于封装形式原来的维护、支撑点、连通等作用，反而是愈发注重封装形式产品在标准容积或是总面积内可以承受的集成ic尺寸及其总数。

一般而言，考量一个集成电路芯片技术性优秀是否的主要指标值是集成ic总面积与封装形式总面积之比，这一比率越贴近 1 越好。我们可以见到， iPhone6 中选用了刀子平板式的电路原理，较大水平的缩小 PCB 板尺寸，板上室内空间十分焦虑不安，与此同时iPhone选用了 3D 封装形式中的 POP 封装形式将 DRAM 和A8 CPU封装形式在一起，由图由此可见，假如 DRAM 独立封装形式，将非常大水平上危害PCB 板设计方案。

因而，电子设备微型化归属于中下游强要求，终将推动优秀封装形式技术性的迅速发展趋势，有着优秀封装形式技术性的企业也将占据销售市场优点。

iPhone6 线路板

半导体技术发展趋势经历了分立器件、埋孔插装、表层贴片、 BGA 封装形式好多个发展趋势环节，将来将向更高一些封装形式高效率的 3D 封装形式等技术性演变。《国家集成电路产业发展推进纲要》中明确指出了封装形式行业发展前景包含了射频收发器封装形式( CSP)、圆片级封装形式( WLP)、硅埋孔( TSV)、三维封装形式等优秀封装形式和检测技术的开发设计及产业发展。优秀封装形式终将意味着产业发展规划方位。

封装形式技术性概述

下边大家来了解一下几类优秀封装形式技术性：

中下游把握 WLCSP-TSV 测封技术性的生产商

(1) WLCSP 封装形式

CSP( Scale Packaging Technology)封装形式是一种比 BGA 封装形式高效率更好的封装类型，日本电子器件行业协会对 CSP 要求是集成ic总面积与封装形式规格总面积之比超过80%。

因而 CSP 的封装形式高效率可达 1:1.14。相比 BGA 封装形式，其引脚核心距更小，BGA 一般在 1.0 mm 到 1.27 mm，而 CSP 一般低于 0.8 mm。引脚数同样的封装形式，CSP 可以保证 BGA 封装形式的三分之一尺寸。

CSP 封装形式不仅体型小，与此同时也更薄，其金属材料基材到排热体的最有效排热途径仅有 0.2mm，进一步提高了集成ic在长期运作后的稳定性，路线特性阻抗明显减少，集成ic速率也随着获得大幅的提升。

CSP封装的电气设备特性和稳定性也比 BGA、 TSOP 有非常大的提升。晶元级封装形式( Wafer-Level Chip Scale Packaging Technology)是 CSP 的一种完成方法，指有别于传统的的芯片先激光切割再测封的生产制造步骤，反而是在晶元生产制造后立即在晶元上进行封装形式和检测，最终再画线切分，因而封装形式后容积与 IC 裸芯片尺寸几乎同样，而传统化的封装形式方法封装形式后比裸晶规格提升 20% 。

WLCSP 封装形式

晶元级封装形式除开封装形式规格小外，其信息内容传送途径减短， IC 到 PCB 间的电感器不大，提升了可靠性。因为圆晶级封装形式不用传统式密封性的塑料或陶瓷封装，因而在 IC 计算时发热量可以合理散出，有利于处理中小型电子设备热值过高的问题。

封装形式步骤较为

(2)3D 封装形式技术性

3D 封装形式技术性就是指在没有更改封装形式体规格的条件下，在同一个封装形式身体内于竖直方位叠起来2个以上集成ic的封装形式技术性，它始于快闪储存器(NOR/NAND)及SDRAM 的层叠封装形式。现阶段较常用的 3D 封装形式包含了 POP、 TSV 等方式。

PoP 是 Package on Package 的简称，为封装形式体层叠技术性。在时序逻辑电路和储存器集成化行业，封装形式体层叠( PoP)早已变成业内的优选，适用于生产制造高档便携式设备和智能机应用的优秀挪动通信平台。

此外， PoP 技术性也在移动互联机器设备、携带式多媒体播放器等方面找到运用。这种应用产生了对 PoP 技术性的极大要求，而 PoP 也适用了便携式设备对多元性和实用性的要求。像运用CPU或基带芯片/运用储存器组成那样的关键部件，其具体的制造业企业都早已或方案应用 PoP 解决方法。比如上文提及的iPhone iPhone6 就选用了 POP 封装形式。

将来 3D 封装形式的演变方位是硅埋孔( TSV)技术性，是利用在圆晶和圆晶中间制做竖直关断，完成集成ic中间互联的技术性。与之前的 IC 封装形式键合和应用突点的倒装句技术性不一样， TSV 可以使车辆在三维方位层叠的相对密度较大，尺寸最少，而且大大的改进集成ic速率和功耗低的特性。集成ic层叠是各种各样不一样种类的电源电路相互之间混和的最好方式，比如将储存器立即层叠在逻辑性元器件上边。

因为 TSV 加工工艺的内连接长短是几类加工工艺中最少的，可以减少数据信号传送流程中的生存损害和减少延迟时间。与此同时环保节能也是 TSV 的特点之一，据检测 TSV 较多可将硅锗集成ic的功能损耗减少大概 40%。

TSV 与传统手工艺比照

(3)SiP封装形式

SiP( system in package)封装形式是行业发展趋势，其指的是对于超出一种以上之不一样作用的被动电子器件部件，可以可选择性地与处于被动部件，或是其他部件封装形式在一起，从而给予多种作用。

从定义上讲， SiP 封装形式并不专指一种封装形式技术性，反而是一种封装类型，它和 SOC 在设计方案初心上拥有相同的立足点：在受限空间上融合多种电子器件作用。

SOC 即系统软件级集成ic，在一个集成ic上集成化数字电路设计、数字集成电路、 RF、储存器和通信接口等多种多样电源电路，以完成图象处理、视频语音解决、通信模块和数据处理方法等各种作用，是以设计方案视角开展此项工作中。

殊不知 SOC 遭遇ic设计产品研发周期时间太长，不一样制造融合提升的问题。而 SiP 系统软件级封装形式从封装形式视角一样可以完成在一个封装形式体里集成化多种电子器件作用。

SiP 可选用市面上的商业电子元件，减少商品制造成本;其开发设计到发售的周期时间短，风险性小;可选用混和设计方案技术性，为顾客产生灵敏性，因而 SiP 被觉得是继 DIP、 SMT、 BGA 后的第 4 次封装形式改革。因而大家觉得 SiP 技术性将是将来一段时间封装形式生产商关键资金投入的技术领域。 SiP 技术性含义非常丰富， MCM、 POP、PIP、 TSV 技术性都被用以 SiP 封装形式。

SiP 封装形式归类

SiP 封装形式注重目地，并不规定一定形状，就集成ic排序方法来讲，其可以是平面图 2D 式的多集成ic摸组，还可以是 3D 式的封装形式;引线键合既可以应用金属丝引线键合，还可以应用倒装句集成ic方法安裝。在其中倒装句集成ic、 3D 封装形式全是 SiP 封装形式的关键技术性。

SiP 封装形式显微图

(4)倒装句技术性

倒装句集成ic电焊焊接( Flip-chip Bonding)技术性是一种新型的封装形式技术性，是全部封装形式全过程中的一个步骤， 有别于传统式封装形式必须金属材料键合线流程，它将工作台面(数字功放区面)上选用突点电级加工工艺( Bumping)与基材走线层立即引线键合。在封装形式的环节中，芯片 ( IC )会被旋转回来，以脸朝下方法让芯片上边的接合点 ( Pad ) 通过金属材料电导体与基材的接合点互相连接的封装形式技术性。

倒装句技术性

与传统的的键合线技术性( Wire Bonding)对比，倒装句集成ic焊接技术键合焊区的突点电级不仅沿集成ic四周边缘分布，反而是可以根据再走线完成面阵遍布。

因此倒装句集成ic焊接技术相对密度更高一些，应用倒装句焊技术性能提升企业总面积内的 I/O 总数;变小芯片封装形式后的规格，是 BGA、 CSP 等封装形式中常常选用的技术性。

与此同时倒装句因为沒有金属材料键合线，减少了芯片与基材间的数据信号传送间距，信号完整性、频率特点更强;另一方面，倒装句突点等制取基本上以圆片、集成ic为企业，较单条导线为公司的键合线互联而言，生产制造高效率，减少了大批量封装形式的成本费。

金属材料键合线生产流程

倒装句集成ic电焊焊接的核心技术包含突点制做和倒装句电焊焊接2个流程。突点加工工艺关键是要确保突点的一致性。尤其是伴随着集成ic引脚数的增加及其对芯片尺寸规定的提升，突点规格以及间隔愈来愈小，制做突点时又不可以损害敏感的集成ic。

倒装句电焊焊接如今运用较多的有热压焊和超声波焊。压合焊接工艺要求在把集成ic贴放进基材处时，与此同时充压加温。该方式的特点是加工工艺简易，加工工艺温度低，不用应用助焊剂，可以完成细间隔联接;缺陷是压合工作压力比较大，仅适用刚度底材(如三氧化二铝或硅)，基材务必确保高的平面度，压合头也需要有高的平行面对准精度。

为防止半导体器件遭受多余的危害，机器设备施压要有精准的梯度方向自控能力。超声波热压焊联接是将超声波应用在压合联接中，使电焊焊接全过程更为迅速。超音波的引进使联接原材料快速变软，便于完成塑性形变。热超声波的特点是可以减少联接溫度，减少生产加工解决的時间。缺陷是很有可能在单晶硅片上产生小的凹痕，主要是因为超声波振动过强导致的。该方式关键适用金突点、电镀金焊层的组成。

倒装句 BUMP 生产流程

汇总：

针对已经迅速發展的中国集成电路产业链而言，封装形式公司是最终的一道天然屏障，要是没有封装形式的确保，说白了的自主可控也是镜花水月水月，希望我国封装形式产业链能如愿以偿来到全世界领跑部位。

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