主要内容 一代芯片，一代封装1 高度集成化，先进封装进入黄金发展期2 先进封装应用广泛，存储/射频/MEMS芯片需求齐发力3 推荐和产业链相关标的4一代芯片，一代封装集集成电路产业链成电路产业链客户IC设计IC制造 IC封装背面 晶圆 贴 引线 减薄 切割 片 键合模 塑IC组装IC测试切筋/成型半导体封装封装是集成电路产业链必不可少的环节，位 于整个产业链的下游环节。在整个产业链中，封装是指对通过测试的晶圆进行划片、装片、键合、塑封、电镀、切筋成型等一系列加工工 序而得到的具有一定功能的集成电路产品的过 程。封装就是给芯片穿上“衣服”，保护芯片免 受物理、化学等环境因素造成的损伤，增强芯 片的散热性能，标准规格化以及便于将芯片的I/O端口连接到部件级（系统级）的印制电路 板（PCB）、玻璃基板等，以实现电气连接，确保电路正常工作。封装技术的好坏直接影响到芯片自身性能的 发挥和与之连接的PCB的设计和制造，衡量一 个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面 积与封装面积之比，比值越接近1越好。半导体封装发展历程 半导体封装分类在集成电路产业市场和技术的推动下，集成电 路的封装也随之发展起来，特别是集成电路封装 技术不断提高，封装技术大体经历了通孔插装时 代、表面安装器件时代、面积阵列表面封装时代 和高密度封装时代四个阶段。集成电路封装的发 展也体现在材料、引脚形状和装配方式的进步。目前，全球集成电路封装技术的主流正处在第 二、三阶段的表面封装时代，3D叠装、3DTSV等 三维封装技术主要处于研发中。具体类别 优点及应用金属封装价格低、性能优良、封装工艺容易灵活，被广泛应用于晶体管和 混合集成电路如振荡器、放大器、鉴频器、交直流转换器、滤颇 器、继电器等产品陶瓷封装 低电阻率的布线导体材料，低介电常数，高导电率的绝缘材料金属-陶瓷封装高频特性好而噪音低而被用于微波功率器件，如微波毫米波二极 管、微波低噪声三极管、微波毫米波功率三极管塑料封装成本低廉、工艺简单，并适于大批量生产，目前塑料封装在全世 界范围内占集成电路市场的95以上按所用材料划分按外形尺寸结构划分引脚插入型引脚在一端的封装 三极管封装和单列直插式封装引脚在两端的封装双列直插式封装（DIP），Z形双列直插式封装（ZIP）和收缩型双列直插式封装（SKDIP）引脚矩正封装 陈列引脚型和表面贴装型表面贴装型两边或四边引线贴 装小尺寸贴片封装（SOP）、四边引脚扁平封装（QFP）、带引脚塑料芯片封装（PLCC)、四侧 无引脚扁平封装（QFN）等面积阵列贴装球形矩阵封装（BGA）、芯片尺寸封装（CSP）、晶圆级芯片封装（WLP）、多芯片封装（MCP）等高密度封装 3D堆叠、3D TSV（硅通孔）等长引线 短引线 无引线 球状凸 直插 贴装 贴装 点通孔插装 表面组装 直接安装材料引脚 形状装配 方式半导体封装发展历程金属材 陶瓷材 金属陶 塑料材 料 料 瓷材料 料一代芯片，一代封装1970s 1980s 1990s 2000s通孔插装时代 表面安装器件时代 面积阵列表面封装时代 高密度封装时代以TO、DIP封装为代表技术特点：插孔安装在PCB上，引脚节距固定，引 脚数增加伴随封装尺寸的增 大安装密度：10引脚/cm2优点：结实、可靠、散热 好、布线和操作较为方便以SOP、QFP封装为代表技术特点：引线代替针脚，引线为翼形或J 形，封装 体的尺寸固定而周边引脚节 距根据需要变化安装密度：10-50引脚/cm2优点：大大提高引脚数和 组装密度以BGA、CSP封装为代表技术特点：焊球代替引线，按面积阵列形式分布的表面贴装安装密度：40-60脚/cm2优点：解决了多功能、高 集成度、高速低功耗、多引 线集成电路芯片的封装问题以3D堆叠、3D TSV为代 表技术特点：在不改变封装 体安装面积的前提下，在同 一个封装体内于垂直方向叠 放两个以上芯片超越了传统意义的安装密 度优点：降低能耗，提高集 成度TO DIP SOP QFP BGA CSP 3D堆叠 3D TSV集成度、密度、性能半导体封装发展历程一代芯片，一代封装全球半导体封测市场概况资料来源：中国台湾拓璞产业研究所 2012-2016年全球半导体封测业市场的营收规模全球半导体封测市场概况474525506.2 4.20%4985.10%5.40%508.7-3.10%-0.50%-4%-2%0%2%4%6%440500480460520单位：亿美元5402012 2014 2016F 2013全球封测产值2015EYOY266.81283.12295.3311.916.40%6.10%4.30%5.60%5%4%3%2%1%0%6.30%6%331.43 7%3503002502001501005002014 2016 2018 2015营业收入2017增长率2014-2018年全球半导体封测代工业的营收规模单位：亿美元一代芯片，一代封装 一般测试业务主要集中在封装企业中，所以 封装业与测试业通常统称为封装测试业。全 球IDM本身承担的半导体封装测试产值受半 导体产业景气度影响较大，而封装测试代工 业呈现平稳增长的态势。根据中国台湾拓璞产业研究所的估计，2015年全球半导体封装测试业的营业收入 规模为508.7亿美元，比2014年减少3.1%。根据Gartner的统计和预测，2015年全球半 导体封装测试代工业的营业收入为283.12 亿美元，较2014年增长6.1%。近年来，受到移动智能终端基带芯片、应用 处理器、无线通信芯片等产品的发展推动，对高端先进封装的市场需求水涨船高。其 中，扇出型晶圆级先进封装（Fan-out WLP）最受青睐，据Tech Search预估，Fan-out WLP的市场规模将由2013年的3亿 颗大幅增长至2018年的19亿颗，5年内增长6倍之多。2011-2015年中国IC产业结构我国半导体封测市场概况 近几年，我国封测业增速相对设计业和晶圆制 造业增速缓慢，但封测业整体处于稳定增长阶 段，2015年我国封装测试业占整个IC产业的比 重为38.30%，继续在产业链结构中位居第一位 其中，我国集成电路封测业市场主要来源于计 算机、通信和消费类电子产品常规需求，这三 类产品合计占据我国集成电路封测市场的一半 以上 受益于国家政策的强力支持和内需市场的快速 拉动，我国集成电路封测业持续快速发展，在 全球半导体封测业领域，仅次于中国台湾和日 本，位列第三，据中国半导体行业协会发布的 统计数据，2015年我国集成电路封测业的销售 规模1384亿元，同比增长11.7%。2011-2015年我国半导体封测业的销售规模我国半导体封测市场概况单位：亿元30%25%20%15%10%5%0%-5%160014001200100080060040020002011 2012 2013 2014 2015封测业销售规模 增长率27.20%28.80%32.20%34.70%36.70%2%2.3023.20%24%2%3.6025.00%5%0.5048%4%3.304%1.7038.30%0%20%40%60%80%100%120%2011 2012 2013 2014 2015资料来源：中国半导体封装测试产业调研报告封装测试业 芯片制造业 IC设计业一代芯片，一代封装 2015年我国十大半导体封测企业排名我国半导体封测企业概况 2010-2014年我国集成电路封测企业的整体状况资料来源：中国半导体封装测试产业调研报告我国半导体封测企业概况排名 企业名称2015年销售 额2014年销售 额15/14增长 率1 江苏新潮科技集团有限公司 92.2 69.1 33.40%2威讯联合半导体（北京）有限 公司62 63-1.50%3 南通华达微电子集团有限公司 56.4 52.1 8.30%4 恩智浦半导体 54.2 53.9 0.60%5 天水华天电子集团 47.8 40.3 18.60%6 英特尔产品（成都）有限公司 40.5 42.6-4.90%7 海太半导体（无锡）有限公司 37.2 35.5 4.80%8 上海凯虹科技有限公司 30.1 29.3 2.70%9安靠封装测试（上海）有限公 司29.5 32.6-9.50%10 晟碟半导体（上海）有限公司 27.6 27 2.20%合计 477.5 445.4 7.20%年份 企业数量（家）从业人数（万人）年生产能力（亿块）年销售收 入2010年 79 8.57 687.9 670.452011年 79 9.45 735.4 648.612012年 81 9.53 856.3 805.682013年 83 10.59 984.7 1000.052014年 85 11.54 1149.8 1238.47 2014年我国集成电路封测企业的地区分布481310104单位：家长三角环渤海 珠三角 中西部 其他地区 根据中国半导体行业协会封装分会的中国半 导体封装测试产业调研报告（2014年度），截至2014年年底，我国国内具有一定规模的集成电路封测企业共85家，呈逐年递增的趋势，主要集中于长三角、环渤海、珠三角等地带。2015年国内十大封装测试企业销售收入合计为477.5亿元，比2014年的445.4亿元增长7.2%，有7家企业的销售额有不同程度的增长，只有 三家企业出现销售额的略微下滑。单位：亿元一代芯片，一代封装主要内容 一代芯片，一代封装1 高度集成化，先进封装进入黄金发展期2 先进封装应用广泛，存储/射频/MEMS芯片需求齐发力3 推荐和产业链相关标的4中投电子孙远峰团队 随着电子产品多功能化、高速化、大容量化、高密度化、轻量化、小型化的发展趋势，封装 领域应运而生了许多先进的封装技术。先进封装技术在封装外形上的表现为：多脚化、薄型化、引脚微细化、引脚形状多样化、凸点 连接倒装芯片技术和多芯片三维封装技术。先进封装技术的优势集中体现在：芯片面积小、厚度薄、散热性好、性能强、能降低封装成本。主要的先进的封装技术：BGA（球栅阵列式）、CSP（芯片尺寸封装）、FC（倒装芯片技术）、WLP（晶圆级封装）、叠层封装技术、3D（三 维）封装、MCM（多芯片组件）、SiP（系统 级封装）。Yole数据，2014年全球先进封装营收为115亿 美元，到2020年将增长至317亿美元；先进封 装市场占比也将从38%增长至2020年的46%。根据麦姆斯咨询数据，中国2016年先进封装市 场规模约为25亿美元，到2020年将达到46亿 美元，GAGR为16%。高度集成化，先进封装进入黄金发展期先进封装概述 先进封装概述先进封装的概况图19972000 20012003 200420062007 BGA（球栅阵列式）封装是1990年初由美国Motorola与日本Citizen公司共同开发的先进高 性能封装技术 基板背面按阵列方式支出球形触点作为引脚，在基板正面装备IC芯片（有的BGA的芯片与引 脚在基板同一面）BGA优点有：缩短互联长度、缩小互联面积、成品率高、焊接工艺要求低、散热好 分类：PBGA（塑料球栅阵列）、CBGA（陶瓷 球栅阵列）、CCGA（陶瓷圆柱栅格阵列）和 TBGA（载带球栅阵列）CSP（芯片尺寸封装）、FC（芯片倒装封装）、MCM（多芯片模块）等先进封装都采用BGA技术BGA封装的示意图针型阵列封装 闸型阵列封装球栅型阵列封装 球栅型阵列封装高度集成化，先进封装进入黄金发展期BGA BGA PBGA（塑料球栅阵列）又称为整体模塑阵列载体，最 常用BGA封装形式 通过引线键合将芯片与PCB相连，然后采用塑胶整体塑 模 优点：成本低、质量高 CBGA（陶瓷球栅阵列）又称焊料球载体（SBC）将芯片连接到陶瓷多层载体的顶部表面，芯片经过气密 性处理，然后在陶瓷载体底部表面安置90Pb/10Sn（300度熔化）的焊料球 优点：电热性能优异、装配到具有大量I/O的PCB上时 封装效率非常高散热材料TIM1TIM2粘合层晶粒CBGA 基片PCB CCGA（陶瓷圆柱栅格阵列）又称圆柱焊料载体(SCC)是陶瓷尺寸大于32平方毫米的CBGA器件的替代品；使 用90Pb/Sn的焊料圆柱阵列来替代陶瓷地面的贴装焊球 优点：承受一定应力作用、电热性能优异、装配到具有 大量I/O的PCB上时封装效率非常高 TBGA(载带球栅阵列）又称为阵列载带自动键合（ATAB），是一种相对新颖的BGA封装形式 芯片倒装键合在多层布线柔性载带上，焊料球安装在柔 性载带下面，芯片粘结在芯腔铜热沉上，芯片焊盘与多 层布线柔性载带通过键合互连，用密封剂将芯片、引线、柔性载带焊盘包封起来 优点：散热性能强、热匹配性能较好、成本低芯片引线 键合表面 金属焊料 凸点镀覆 通孔胶黏剂散热片 芯片加固物导热胶 密封剂 铜/聚酰亚胺基板铜板10/90焊球63/37焊膏高度集成化，先进封装进入黄金发展期BGA BGA CSP（芯片尺寸封装），全称Chip ScalePackage，是指封装外壳的尺寸不超过裸芯片 尺寸1.2倍的一种先进封装形式 是BGA向小型化、薄型化方向发展形成的一种 封装，尺寸小型化要求严格 CSP封装的优点集中体现在：封装密度高、电 学性能优良、散热性能优良、测试和筛选容易 CSP典型结构有4个部分组成：IC芯片、互连 层、焊球（或凸点、焊柱）、保护层 从工艺上看，CSP分为：柔性基板封装、刚性 基板封装、引线框架式CSP封装、晶圆级CSP封 装（WLP）、薄膜型CSP CSP目前主要应用于存储器领域（闪存、SRAM和高速DRAM），正向着不同的产品渗 透，如LED、DSP、ASIC等CSP封装及与BGA对比的示意图单位：个单位：平方毫米200 300 400 500 800CSP 9.20 12.30 15.20 16.80 17.60BGA 23.00 27.3 32.50 34.60 35.20QFP 16.80 23.40 32.50 38.00 43.80相同引脚数下三种封装的面积大小芯片保护层互联层 基板 凸点35mm760微米球300微米球BGACSP1.2倍芯片宽高度集成化，先进封装进入黄金发展期CSP CSP CSP基板封装分为柔性基板封装和刚性基板封 装 柔性基板封装与刚性基板封装的最大区别在于 用作互连层的垫片材质的差异。柔性采用的是PI或TAB（内层互连采用载带）工艺中相似材 料做垫片；刚性采用树脂和陶瓷做垫片 柔性基板封装和刚性基板封装按互连方式的不 同均分为倒装式和引线键合式 倒装式：在芯片上做好凸点，在垫片上布线，然后进行凸点倒扣焊 引线键合式：先制作多层布线的垫片，然后将IC芯片放到垫片上，通过引线的方法进行键合倒装式CSP基板封装凸点芯片焊球互连层引线键合式CSP基板封装焊球芯片焊线互连层高度集成化，先进封装进入黄金发展期CSP工艺分类 CSP工艺分类 引线框架式CSP封装由日本Fujisu公司开发，引 线框架通常是金属制作，外层的互连做在引线 框架上。引线框架式CSP封装分为倒扣式和引线键合式 倒扣式：在引线框的焊接点制作凸点，然后与IC芯片进行连接，应用不广泛。引线键合式:主要用于低引脚的场合。凸点引线 框架引线框架CSP封装（引线键合式）引线框架CSP封装（倒装 式）薄膜型CSP封装由三菱公司开发。与以往芯片 封装相比，此种封装无引线框架键合，电气连 接由芯片电极和凸焊通过芯片金属布线导通，金属布线层以薄膜工艺形成 主要优点：易实现小型化、标准化 布线工艺：采用薄膜工艺形成金属布线图形和Pb-Sn焊盘，聚酰亚胺形成缓冲膜 装配工艺：主要是内部焊凸键合工艺与焊凸转 换工序薄膜形CSP封装晶粒 焊线引线框架引线框架晶粒 焊线外电极凸点电极焊区布线导体图形树脂LSI芯片外电极凸点 移置内凸点树脂 Pb-Sn焊料LSI芯片电极焊区布线导体图形钝化膜 聚酰亚胺膜高度集成化，先进封装进入黄金发展期CSP工艺分类 CSP工艺分类 Flip-chip（FC）即倒装封装技术，通过芯片上 呈陈列排布的凸点实现贴装与引线键合工序的 合二为一。由于与常规封装中芯片的放置方向 相反，故而称为倒装 主要优点：高密度I/O数、电性能优异、散热良 好 倒装广泛应用于CSP、BGA中，目前主流产品 是引脚在100左右的存储器件或逻辑IC以及无引 线模块的高频系统等 按不同的连接方式，倒装分为：控制塌陷芯片 连接（C4）、直接芯片连接（DCA）和黏着剂 连接 凸点技术（Bumping）是实现倒装的关键，凸 点工艺直接影响到倒装技术的可行性和性能的 可靠性倒装连接形式分类引线键合式倒装式连接形式 特点 优点 应用控制塌陷芯片 连接（C4）采用97Pb/3Sn 焊球，熔点高电热性能优异、I/O数量多CBGA、CCGA直接芯片连接（DCA）采用37Pb/63Sn，熔点低电热性能优异、I/O数量多采用PCB为基片 的封装黏着剂连接的 倒装芯片（FCAA）采用黏着剂代 替焊料形式多样，应 用广泛陶瓷、PCB、柔 性电路板、玻 璃材料等晶粒 焊线晶粒接触 底部填充胶芯片凸点高度集成化，先进封装进入黄金发展期Flip-chip Flip-chip FC基本机构包括：IC、UBM（Under-Bump Metal Lurgy）和 Bumping（凸点）UBM是芯片焊盘与凸点之间的过渡层，主要作 用是：黏附和扩散阻挡；由黏附层、扩散阻挡 层和浸润层多层金属膜组成。UBM常用材料：Cr、Ni、V、Ti/W、Cu和Au等；常用工艺：溅射、蒸发、电镀和化学镀。Bumping分为焊料与非焊料两大类；按制作方 法分为：焊料凸点、金凸点、聚合物凸点。凸点（Bumping）常用制作技术：电镀凸点、印刷凸点、喷射凸点 WLP（晶圆级封装）是以BGA技术为基础的CSP封装中的一种，是封装技术取得革命性突 破的标志 WLP的I/O可以分布在IC芯片的整个表面，解决 了随着IC尺寸减小、集成规模扩大带来的I/O高 密度、细间距问题 WLP以晶圆片为加工对象，直接在晶圆片上对 众多芯片芯片封装、老化、测试 WLP的两个基本工艺：薄膜再分布技术、凸点 制作技术 WLP的优势集中在：封装效率高；同时具有FCP和CSP轻、薄、短、小的优点；电热性能优 异；工艺技术基于已存在的成熟技术；应用相当广泛：闪存、EEPROM、高速DRAM、SRAM、LCD驱动器、射频器件、电源/电池管 理元器件、模拟元器件凸点（Bumping）结构图锡球金属层铝焊垫高度集成化，先进封装进入黄金发展期Flip-chip中的Bumping技术 WLPWLP封装流程图WLP封装与引线键合式BGA封装对比图 薄膜再分布技术指在IC晶圆片上，将各个芯片 按周边分布的I/O焊区，通过薄膜工艺的再布线，变换成整个芯片上的阵列分布焊区并形成焊 料凸点的技术。薄膜再分布技术的工艺步骤：1）在IC芯片上涂覆金属布线层间介质材料；2）淀积金属薄膜，通过光刻制备金属导线及凸 点焊区，使焊区与凸点焊区之间金属导线相连 接 3）在凸点焊区淀积UBM 4）在UBM上制作凸点薄膜再分布技术流程晶圆切割晶圆重构晶圆再分布带锡球和基板的WLP封装原板 氮化硅钝化再钝化介电膜金属镀层铝，铜/镍或金第二层介电膜接合焊盘凸点WLP 晶圆引线键合 BGA再分布切割切割再分布高度集成化，先进封装进入黄金发展期WLP WLP 3D封装是指芯片在Z方向（垂直方向）上的垂 直互连结构 3D封装的优势集中在：大幅度缩小尺寸、减轻 重量方面（4050倍）；硅片效率（超过100%）；延迟（缩短超过300%）；降低噪声 干扰；功耗（降低超5倍）等 3D封装到目前为止主要经历了三个阶段：采用 引线和倒装键合技术堆叠；封装体堆叠（POP）；采用硅通孔技术（TSV）TSV是新兴的一种技术解决方案，可以进一步 加快产品的时钟频率、降低功耗和提高集成 度；与POP相比，封装尺寸缩小35%，功耗降 低50%，带宽提升了8倍 随着元器件和电路集成密度的不断提高，3D封 装技术将成为未来封装的最佳选择3D封装经历三代3D封装示意图采用引线和倒装芯 片键合技术堆叠芯片3D封装的第一阶段封装体堆叠（POP)3D封装的第二阶段采用硅通孔 技术的芯片堆叠3D封装的第三阶段生产 开发中技术成熟期集成度、密度、性能晶粒#2晶粒#1高度集成化，先进封装进入黄金发展期3D封装 3D封装引线FC键合式3D封装 引线和倒装（FC）键合式3D封装是第一代3D封装形式 相比CSP、WLP等封装，极大的缩小了封装尺 寸、减少了封装质量，集成度更高，功耗和延 迟更低 POP（package on package）是堆叠封装的 一种形式，在底部元器件上再放置元器件 优点：装配前各个组合的器件可以单独测试，良品率高；器件组合可自由选择，方便产品灵活设计和升级POP式3D封装 TSV（Through Silicon Via）即：硅通孔技术，是一种实现Die（晶粒）与Die垂直互连的技 术。TSV按照在芯片上钻孔顺序的先后可分为：ViaFirst、Via Middle和Via Last Via First：在晶圆制作前，尚未制程NMOS和PMOS前，先以刻蚀技术进行钻孔，完成后再 进入CMOS制程。Via Middle：在CMOS制程后，进入硅穿孔制 程。相比Via Last，Middle制作的孔径较小，密度较高，大大增加层间传输频宽。Via Last：利用激光或深反应离子刻蚀在制备完 成的晶圆进行钻孔。孔径较大，密度难以提升 2011年8月，三星用3D TSV研发32GB DDR3RDIMMS；2011年6月，Micron宣布提出 Hybrid Memory Cube 存储器模块TSVTSV（硅通孔技术）晶粒#2晶粒#1引线倒装凸块SiP基板 焊球电路板高度集成化，先进封装进入黄金发展期3D封装 3D封装 MCM（多芯片组件）使用多层连线基板，再以 打线键合、TAB、C4键合的方法将一个以上的IC与基板连接，形成特定功能的组件 优点：大幅提高电路连线密度、“轻、薄、短、小”、可靠度获提升 分类：MCM-C（基板为陶瓷）、MCM-D（薄 膜封装技术应用）、MCM-L（基板为印刷电路 板）MCM发展为将多个集成电路芯片与其他片式元 器件组装在一块高密度多层互连基板上。并且 已经在向着垂直方向的3D封装发展 MCM已经成功应用于大型通用计算机和超级计 算机中，今后将用于个人计算机、工作站、医 用电子设备和汽车电子设备等领域MCM外观图 SiP（System in Package）系统级封装是与SoC并行发展起来的一项新技术。是将一个系 统或子系统的全部或大部分电子功能配置在整 合型基板内。SiP封装中不仅含有多个芯片，还包括了可能的 无源器件构成的高功能系统；一个封装形成一 个功能性器件，可以实现较高的功能性密度。SiP大大减少开发时间、节约成本，有较强的灵 活性和适应性，符合未来的发展方向。SiP已经应用于了小型消费类电子产品，比如可 穿戴设备、智能手表、手环等。随着电子产品 对于小型化、高集成度的不断追求，SiP将有更 为广阔的应用空间。SiP封装示意图高速逻辑 铜基板无源器件高密度基板6-8层1-1.5mmBGA球径存储器高度集成化，先进封装进入黄金发展期MCM SiP国内具备先进封装能力的企业高度集成化，先进封装进入黄金发展期入选2014年中国半导体创新产品和技术的先进封装技术国内集成电路封装测试企业类别类型 主要特征 主要优势 代表厂商第一梯队（封装技术 创新型企业）规模大、综合实力强、引领行业技 术和产业创新，以BGA、CSP、WLCSP、Flip-Chip、MEMS、Bumping、TSV等阵列为主，部 分内资企业仍以DIP、SOP产品为 主技术、市场和 资金优势长电科技、通富微电、华天科技等第二梯队（封装技术 应用型企业）规模中等、具备一定的技术实力，专注于技术应用和工艺创新，以TO、DIP、SOP、QFP、QFN/DFN等系列产品为主，逐步 向BGA、CSP、TSV等先进产品过 渡低成本、生产 管理华润安盛科 技等中等规 模企业第三梯队规模小、技术或生产管理能力弱，主要以TO、DIP、SOT等传统产品 为主无明显优势数量众多的 中小型企业 近年来，由于智能手机等智能终端的发展，国内 外集成电路市场对中高端集成电路产品需求持续 增加，因而对BGA、WLP、FC、SIP、3D等先 进封装技术的需求更是呈现快速增长的态势，形 成了传统封装日益减少和先进封装份额日益增加 的局面 业内领先企业正逐步向先进封装领域迈进，以掌 握先进封装技术的程度不同，我国企业分为三个 梯队。指纹识别模块IC的双面洗桶机封装技术多圈AAQFN封装技术IPM封装技术产品六小卡封装技术果冻豆微型封装产品入选2015年中国半导体创新产品和技术的先进封装技术2.5D TSV 硅转接板制造及系统集成技 术焊盘通孔全填充的12英寸图像传感器 芯片WL CSP封装技术12英寸硅通孔晶圆级芯片尺寸封装技 术超小超薄芯片高可靠性1006/0603封 装技术12英寸28nm晶圆级先进封装测试制程 技术高度集成化，先进封装进入黄金发展期我国半导体先进封装概况 我国半导体先进封装技术主要内容 一代芯片，一代封装1 高度集成化，先进封装进入黄金发展期2 先进封装应用广泛，存储/射频/MEMS芯片需求齐发力3 推荐和产业链相关标的4 存储器（Memory）是现代信息现代信息技术 中的记忆设备，用来存放程序和数据。按存储介质的不同，存储器芯片可以分为三 类：RAM（随机存储器）、ROM（只读存储 器）、固态硬盘等。RAM中最具代表的是DRAM（动态随机存储 器）；ROM中最具代表的是Flash（闪存），分为NAND Flash（与非门闪存）、NORFlash（或非门闪存）。2014年，存储器芯片总产值约800亿美元，DRAM市场457亿美元，NAND Flash市场产 值306亿美元，NOR Flash市场产值33亿美 元。2015年，全球前五大存储芯片公司，包括三星、美光、SK海力士、东芝、闪迪，总营收已占 整个市场的95%。存储封装，受益国家战略有望快速成长存储器概况 存储器概况资料来源：DRAMeXchange、中国半导体行业协会58%38%4%DRAMNAND FLASHNOR FLASH2014年三种存储器芯片市场占比DRAMNAND Flash NOR Flash存储器市场主流存储器 DRAM一般用于系统内存，是一种需要不断刷 新来保存数据的电容存储。主要用作设备主存，比如PC的内存条。随着DRAM芯片向着小型化、高集成度、大容 量方向发展，DRAM的封装技术也在不断进步：由早期的单芯片封装，发展为多芯片封装，再到系统级的封装。DRAM主要的封装技术也经历了引线键合式（Wire Bond）、BGA（球栅阵列封装）、引线 键合式芯片堆叠（Wire Bond Die Stacks）、3DS（3D 堆叠）未来，随着DRAM向HBM（High Bandwidth Memory）和HMC（Hybrid Memory Cube）方向发展，TSV（硅通孔）式的芯片堆叠封 装将逐步占据主流DRAM产品与封装历程DRAM产品价格、功耗、带宽资料来源：Yole Development存储封装，受益国家战略有望快速成长DRAM封装 DRAM封装 DRAM早期的封装以单芯片引线框架式封装为 主，比如DIP（双列直插式封装）、SIP（单列 直插式封装）、TSOP（薄小尺寸封装）SIP DIP TSOP DRAM目前主流的封装是多芯片引线键合堆叠 式基板封装，互连方式也分为引线键合式和倒 装式，比如：DDP（双芯片封装）、3DP（3芯 片封装）、QDP（四芯片封装）部分产品中已经运用了3D-TSV Stack技术，芯 片封装数达8片DDPQDP3D-TSV stack 未来，随着DRAM向着更高大容量、更宽带 宽的HBM（High Bandwidth Memory）、HMC（Hybrid Memory Cube）方向发展，3D-TSV Stack、3D-SiP封装技术将逐步成 为主流HBMHMC三星DDR4存储封装，受益国家战略有望快速成长DRAM封装 DRAM封装 NAND Flash是目前市场上主要的非易失闪存 技术，广泛用于移动存储、数码相机、MP3 播放器、掌上电脑等新兴数字设备 SSD（固态硬盘）是NAND Flash最具代表性 的产品之一，存取速度快，可靠性高 NAND Flash的封装经历了从LGA（删格阵列 封装）、BGA（球栅阵列封装）到POP（片上片）式封装的过程。未来，NAND Flash 的封 装将向3D-TSV式发展NAND Flash 封装技术发展历程 NAND Flash的早期封装主要采用的LGA和BGA式的封装，互连方式为引线键合式。封装芯片数量少（2-4片），容量小，并且没 有集成控制芯片2片BGA式 4片LGA式 当前主要的封装是多芯片（8-16片）堆叠式BGA/LGA、多芯片POP（片上片）式，比如16+16片。且集成了控制芯片。互连方式以引线键合式为主，少数产品已经 应用TSV技术16片LGA式16+16片POP式存储封装，受益国家战略有望快速成长NAND封装 NAND封装 未来，平面结构（2D）的NAND Flash接近扩 展的极限 2D NAND是存储单元在水平结构上的堆叠，扩 展空间有限；3D NAND技术，能够垂直堆叠多 层储存单元，储存量扩充的同时，成本和能耗 得到降低。TSV（硅通孔）技术是实现3D NAND的关键，2D NAND的一个存储单元是水平的，而3DNAND的垂直型存储单元依赖于TSV技术。2D NAND 存储单元3D NAND 存储单元存储单元3D NAND Flash2D NAND存储单元多层互连3D NAND存储封装，受益国家战略有望快速成长NAND封装 NAND封装 在我国集成电路市场中，存储器一直是市场份 额最大、增速最快的产品类型。国内手机、物 联网、汽车等应用市场或以成为世界最大或处 于急剧扩张期，对未来存储器提出巨大需求；目前，国内存储器芯片在设计、制造和封装各 环节均有了龙头企业，通过国内外并购与合作，积极布局和完善产业链，同时实现核心技术 引进。2016年3月28日，总投资240亿美元的国家 存储器基地项目在武汉东湖高新区落地；项 目宗旨在于是吸引产业链上下游企业聚集，共同实现振兴存储器产业的目标。2016年7月26日，国家集成电路产业投资基 金股份有限公司、紫光国芯等机构和企业出 资成立长江存储科技，大力发展大规模存储 器。紫光国芯拟定增800亿元，预计投资932亿 元建设存储器厂；董事长曾公开表示，紫光 未来将投资300亿美元主攻存储器芯片。NOR Flash设计龙头兆易创新于2016年8月 在上交所顺利上市。国内各方在存储器产业上的频频操作，表现 出国家对于加快发展存储器产业的决心以及 企业对于发展存储器产业的信心。正值存储 器技术更新之际，高端新技术的使用为国内 厂商带来弯道超车的机会。我们认为，存储器产业上游的大量资金投入，将带动全产业链的蓬勃发展，有望带来下 游封测企业将迎来新一轮增长。中国存储器市场规模（亿元）资料来源：赛迪顾问存储封装，受益国家战略有望快速成长我国存储器概况 我国存储器概况 RF是指无线电频谱，频率范围从300kHz到300GHz。RF系统主要包括接收/发射转换开关、低噪声放大器LNA、混频器、锁相环PLL（一般 由鉴相器PD、滤波器和压控振荡器VCO组成）、功率放大器PA、滤波器和频率合成器等电路，负责完成信号的处理和传输功能。随着通信、雷达、微波测量及各种便携式电子 产品的高速发展，对产品微小型、高性能、低 成本、高可靠和多功能提出了更高的要求，射 频封装已经呈现出更高密度功能集成、更高功 率、更高频率和更低成本发展的趋势。在这些 要求下，3D 封装、大功率射频器件集成、多种 信号混合集成、硅中道工艺顺应而出。处在信息化时代之下，信息的交互是基础也是 关键，移动端数据往来接收离不开RF系统的支 持。2009年全球手机射频市场规模为33.1亿美 元，2014年市场规模达到48.1亿美元，保持每 年8%左右的增长率RF封装，无源器件片内集成是方向射频RF概况 射频RF封装资料来源：IBS 2014年市场报告2010-2020年全球RF IC市场规模及预测 据IBS数据，2010年全球RF IC市场规模达180亿美元；到2020年，预计全球市场规模 达466亿美元，GAGR为9.95%RF IC市场可细分为功率放大器、Wi-Fi、收 发器、蓝牙、NFC、GPS等市场 射频RF是一个完整的系统，系统中包含两个部 分：多个集成电路IC和大量无源器件。集成电路IC包括了CMOS集成电路IC和其他工 工艺的集成电路IC。如：基带ASIC中，BBIC采 用CMOS技术、收发机采用SiGe和BiCMOS技 术、RF开关采用GaAs技术等。无源器件包括：电感、电容、电阻、滤波器、混频器等。在典型的RF系统中，无源器件占据 了系统尺寸的80%左右，成本的70%。RF的封装包括集成电路IC的封装和包含无源器 件的整个系统级封装。RF 产品 射频RF系统封装由射频集成IC封装与无源器件 尺寸两部分组成。射频集成IC的封装技术与其它集成IC类似，有QFP（四方扁平封装）、DIP（双列直插式封装）、TSOP（薄小尺寸封装）、BGA（球栅阵列 封装）等封装形式，未来的发展方向是CSP（芯片规模级封装）、高集成度的WLP（晶圆级 封装）、eWLB（内嵌式球栅阵列封装）、3D 封装。无源器件的封装随着无源器件的制造技术朝着两个方向发展：片外无源器件，片内无源器件 片外无源器件有：插装式无源器件、SMD式无 源器件、片外薄膜IPD式无源器件、嵌入式；片 内无源器件有：片内薄膜IPD 随着电子产品不断向着小型化方向发展，无源 器件的片内集成封装是未来射频RF封装的发展 趋势；除此之外，RF SOP（system onpackage）是射频封装的另一前沿。RF封装，无源器件片内集成是方向射频RF封装 射频RF封装 插装式无源器件封装：将射频集成电路IC与插 装式无源器件在同一PCB板上进行系统级封装集成IC插装式电阻插装式电感片外插装式无源器件 SMD（Surface Mounted Devices）即：表面 贴装器件,属于SMT（表面贴装技术）的一种。相比传统的插装元件，有更高的组装密度，体 积小、重量轻（均只有传统的1/10），可靠性 高、高频特性好。片外薄膜IPD（Integrated passive devices）即片外薄膜集成无源器件。薄膜IPD：采用曝光、显影、镀膜、扩散、刻 蚀等薄膜制程制作薄膜型电感、电阻、电容等 无源器件并集成。IPD的集成度高，尺寸小，重 量轻，精度高、高可靠度及低成本。目前拥有薄膜IPD技术的公司主要是:Telephus、IMEC、Dai Nippon、SyChip PCB的加工可引入薄膜IPD技术，可以弥补封装 技术和PCB技术之间不断扩大的差距。薄膜IPD 技术将被广泛应用于航空航天、军工、医药、通讯领域WiMAX平衡滤波器片外 RF-IPDRF封装，无源器件片内集成是方向射频RF封装 射频RF封装片内RF-IPD平面图 片内薄膜IPD：将集成的无源器件（IPD）同射 频IC以各种形式封装在一起。集合成为一个高性能系统，具有尺寸小、重量 轻、互连数少、互连复杂程度较低等优点。是 未来 未来，IPD技术已经在向3D-IPD方向发展，将会有更高的集成度，更低的功耗，更短的互连 距离放置射频集成IC 下图为片内RF-IPD平面示意图，在左侧区域放 置的是集成无源器件（IPD）并通过重布线技术（RDL）将其同右侧区域放置的射频集成IC互连。放置IPD CSMP（Chip Scale Module Packaging）：芯片模组级封装；WLCSMP:晶圆级芯片模组封装；WLCSMP FBGA：细间距球栅阵列式封装；FBGA-CSMP基板IPD集成IC晶粒硅spacer集成IC晶粒IPDeWLB-CSMP eWLB：内嵌式晶圆级球栅阵列封装