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安靠:封装技术创新前沿的守护者
2018-10-23 09:59:15   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

Yole封装、组装和基板研究部总监Santosh Kumar特地采访了全球封装产业的领导者安靠科技(Amkor Technology),并与安靠全球副总裁Ron Huemoeller和投资关系副总裁Christopher Chaney进行了深入的交谈。

微访谈:安靠全球副总裁Ron Huemoeller和投资关系副总裁Christopher A. Chaney

麦姆斯咨询报道,随着摩尔定律时代的步伐减缓,先进封装已经成为未来半导体创新之源。半导体行业正进入被诸如移动、大数据、人工智能(AI)、5G、高性能计算(HPC)、物联网(包括工业物联网)、智能汽车、工业4.0等新兴驱动力所改变的颠覆性阶段,使得该行业继续保持在高增长阶段。

移动市场增长正在放缓,但成像、传感器、处理器、人工智能、AR/VR(增强现实/虚拟现实)方面仍有许多改进空间(和机遇)。电子硬件需要符合新的趋势,提供高计算能力、高速度、高带宽、低延迟、低功耗、多功能、更高容量内存、系统级集成的各种传感器,最重要的则是低成本。这些趋势将创造巨大商机,为先进封装提出满足各种性能要求的同时满足复杂异构集成的需求。

2017~2023年期间按封装平台细分的先进封装营收预测

2017~2023年期间按封装平台细分的先进封装营收预测

据Yole近期发布的报告《先进封装产业现状-2018版》显示,从2017年到2023年,整个半导体封装市场的营收将以5.2%的复合年增长率(CAGR)增长,而先进封装市场将以7%的复合年增长率增长,到2023年市场规模将增长至390亿美元。

为此,Yole(韩国办事处)封装、组装和基板研究部总监Santosh Kumar特地采访了全球封装产业的领导者安靠科技(Amkor Technology,以下简称安靠),并与安靠全球副总裁Ron Huemoeller和投资关系副总裁Christopher A. Chaney进行了深入的交谈。

Santosh kumar(以下简称SK):作为一家目前排名世界第二的顶尖OSAT厂商,安靠一直处于封装技术创新的前沿。请您简单介绍下安靠在先进封装领域内的近期活动。

Christopher A. Chaney / Ron Huemoeller(以下简称CC/RH):正如你所提到的,安靠是全球领先的OSAT厂商。我们不仅是市场领导者,还长期保持领导地位。今年是安靠成立的第五十个年头,多年来,我们已经赢得了众多客户的信任。我们在全球布局多样且在地区选择上具有战略意义,超过20处的生产基地为全球客户提供服务。我们封装和测试业务广泛,覆盖移动通信、工业、计算、汽车和消费电子产品等终端市场,供客户选择。多年来,安靠与客户密切合作,在研发的大笔投入成就了安靠成为今天全球先进封装领导者的地位。我们对移动、高性能计算和汽车应用拥有浓厚兴趣,正与这些行业的客户合作,开发满足其需求的解决方案。

SK:2017年安靠的销售额为42亿美元,相比2016年增长8%。哪个细分市场和器件在贵司的封装业务中显示出最强劲的增长?

CC/RH:在2017财年,通信终端市场占据我们销售额的40%,增长率为10%,主要受智能手机业务的驱动,这是因为我们是iOS和Android生态系统的重要合作伙伴。汽车和工业是我们的第二大终端市场,占总销售额的25%以上,增长了近8%。这主要是由于在当今的汽车中采用了更先进的驾驶员辅助系统、安全和远程信息处理系统。先进封装是推动这两个终端市场增长的主要因素。

安靠的5G封装平台工具箱

安靠的5G封装平台工具箱

SK:半导体产业正经历着强劲的增长阶段,2017年是过去10年来增长最快的一年(2017年较2016年同比增长22%,2016年较2015年同比增长仅1%)。您如何看待未来5年半导体行业的发展趋势?您认为这种增长势头会继续还是会放缓?

CC/RH:半导体产业的增长一直是周期性的,但是随着该产业在过去10年左右的时间里逐渐成熟,其周期性已经不如以前那么明显。这是因为半导体行业所服务的终端市场成熟,供应商也日趋成熟。虽然很难预测下一个周期的情况,但我们看到了该行业的众多市场驱动因素,例如移动、云计算和存储、汽车和许多其他最终需要人工智能的应用持续增长。当然通信网络如5G的迅猛增长,也将推动未来几年对新的基础设施和手机的需求增长。

SK:长期以来,移动行业是半导体行业的主要推动力。然而,我们看到在未来将受多个因素驱动,如人工智能、智能汽车(电气化和自动驾驶)、5G、物联网和超大规模数据中心,所有这些都将推动行业增长和封装技术创新。面对新环境,安靠是如何应对的?将如何为潜在的新市场和应用做准备?

CC/RH:我们同意这些是未来该行业的增长动力,我们正在与这些市场的领导者接触。与客户的密切合作使我们对未来路线图有深入的了解,这样我们就可以对研发和制造进行适当的投入。

SK:移动行业的增长已经放缓,但它仍然推动着封装技术的创新,如APU(加速处理器)、射频(RF)模组、成像、传感等。您认为移动行业的下一代封装趋势是什么?安靠将如何从中获益?

CC/RH:更薄、更紧凑的集成封装的趋势将继续保持。移动行业的创新关注点在于如何实现所有级别(包括EMS)的组装,从而降低整体尺寸。此外,虽然在集成方面有强大的创新推动力,在成本方面也有同样强大的创新推动力。因此,我们看到实现复杂封装技术的同时减少封装用料的趋势越来越明显。

SK:FOWLP(扇出型晶圆级封装)是发展最快的封装平台,已经被用于从移动、汽车到医疗的各种应用,涵盖低端器件(如音频编码解码器)和高端器件(如APU)。安靠对扇出型封装业务是如何定位的?

CC/RH:安靠在葡萄牙波尔图工厂布局了大容量制造(HVM)低密度扇出(LDFO)封装。在韩国仁川(K5)最先进的工艺技术工厂,我们也有低容量制造(LVM)能力。此外,我们还在K5自动化先进工厂拥有已通过认证的高密度扇出封装(HDFO)的批量制造能力。

安靠先进系统级封装(SiP)的应用领域

安靠先进系统级封装(SiP)的应用领域

SK:苹果的iPhone A10处理器由TSMC(台积电)采用 InFO(集成扇出型)封装,成为封装产业的佳话,有人猜测其他厂商也将在2017年采用扇出型封装作为最新APU的封装方式。但这并没有发生!除了苹果,高端移动APU仍然采用倒装芯片封装(fc-PoP或MCeP)。您认为这背后的主要原因是什么?在2018年或2019年,我们有望看到更多厂家采用扇出型封装技术用于高端移动APU吗?分立基带处理器的封装趋势是什么?

CC/RH:未来APU是否会采用HDFO封装方案尚不清楚。短期内,现有封装方案不仅足以满足电气要求,而且比HDFO解决方案的生产成本要低得多。然而,长远来看,我确信我们会看到在相似的产品中越来越多地采用HDFO来解决异构集成需求。APU市场增长,处理器封装的芯片数量增加,可能会提出对封装集成结构更改的要求。

SK:扇出型封装逐渐取代倒装芯片封装市场份额,这对基板厂商正产生着影响。您认为这种趋势会继续下去,还是会出现逆转(倒装芯片封装再次取代扇出型封装)?您是否发现目前采用如QFN/QFP或扇入型晶圆级封装(Fan-in WLP)的器件在向扇出型封装转移?

CC/RH:短期内,封装方式会在倒装芯片和扇出型封装之间摇摆不定,成本则是决定最终方案的主要因素。从长远来看,随着产量提高,处理效率提高,良率提升,扇出型封装最终将获胜。扇出型封装与倒装芯片封装相比,材料消耗和工艺步骤更少。受封装方式变化的影响,扇出型封装的采用率将提高,从而提高效率并降低制造成本。

SK:扇入型晶圆级(Fan-in WLP)封装也受移动市场的驱动。您是否期望看到除移动市场之外的其他市场出现显著增长?

CC/RH:总体来说,移动市场将继续驱动晶圆级封装市场,手机或手机附件是主要贡献者。我们也看到了可穿戴产品的增长。从物联网的角度来看,我们看到晶圆级封装最终将进入该市场,实现机器对机器通信。

安靠的晶圆级封装平台

安靠的晶圆级封装平台

SK:从RDL钝化材料、球连接、凸块间距、芯片尺寸等方面考虑,扇入型晶圆级封装的技术趋势是什么?考虑到其他新兴的先进封装技术迅速发展和推广,扇入型晶圆级封装的市场前景如何?

CC/RH:过去两年,间距从500μm缩短到400μm,未来少量产品将缩短到300μm。从宏观上看,板级封装性能(新材料、结构、钝化厚度等)的整体改善是重点。这包括用模具保护管芯边缘。提高板级封装性能可以提高对现有产品间距的信心,并为未来提供面积更大的器件铺路。

一般来说,200mm晶圆封装的增长速度会有所放缓,虽然5G对增长率有一定的贡献,但不一定会引起产量的增长。特种硅产品的增加也将是200mm晶圆封装增长的驱动力。

SK:物联网是半导体市场的关键驱动力之一。物联网设备主要由四部分组成:传感器、MCU(微处理器单元)、连接、电池/电源管理。您认为哪种封装平台会受益于物联网业务?

CC/RH:对物联网产品来讲,上述元器件集成是强大驱动力。系统级封装(SiP)、扇出型晶圆级封装、嵌入式IC/无源器件多芯片堆叠等封装技术,在物联网领域会有越来越多的应用。

SK:存储器市场蓬勃发展,中国也进入了这个市场。然而,大多数存储器封装仍然是由存储器供应商完成的。您认为OSAT是否会获得存储器封装业务的机会?安靠是如何定位来支持存储器封装业务的?

CC/RH:多年来,安靠一直与多家客户进行NAND存储器的组装和测试业务。通过这么多年的积累,我们已经具备存储器的专业知识,具备从少堆栈芯片(low die stack)到多堆栈芯片(high die stack)产品的量产能力,包括SSD NAND存储器的SiP封装。我们的工程团队将继续与客户合作开发下一代3D NAND封装和测试。安靠看好存储器市场前景,并会继续关注。

SK:用于电脑和服务器的DRAM的封装方式正在从引线键合(wire-bond)向倒装芯片加速转移。移动产品的DRAM目前还在采用引线键合,您是否希望其向倒装芯片或扇出型封装转移?

CC/RH:DRAM可以使用现有的工艺、材料和倒装芯片技术实现并排集成。我们对采用倒装芯片的DRAM实现非并排布局的兴趣越来越浓厚。这主要涉及将DRAM集成到CSP封装中,在CSP封装中还包括其他采用倒装芯片技术的硅基元器件。此外,通过倒装芯片技术,随着TSV存储器堆栈于控制器板之上,倒装芯片技术已经在该领域使用了许多年。

SK:基于TSV互连的3D / 2.5D封装市场正在迅速增长。根据性能、集成要求和技术复杂性,TSV应用领域可大致分为高、中、低端。高端领域包括3D存储器(HBM、HMC)和硅中介层(Si interposer),而中、低端领域分别包括图像传感器、MEMS。OSAT涉足中低端领域,高端则由IDM和代工厂主导。您认为OSAT是否有进入高端TSV应用领域的机会?

CC/RH:事实上,安靠已经参与到上述定义为高端TSV的领域。我们已持续生产2.5D高端器件,并仍将其列为我们的未来计划。通过后通孔(vias last)技术隔离的低端TSV是非常成熟的市场。

SK:硅中介层是现有的集成平台,您认为有机中介层或玻璃中介层是否有机会?

CC/RH:玻璃和有机溶液都非常有机会进入市场。两者都为基于2.5D的传统硅中介层提供了更佳的电气性能和显著的成本降低机会。很清楚的是,硅中介层是当下已被证明和最受欢迎的平台。然而,在供应链和整体产能方面仍然受到约束。事实上,就目前的2.5D平台而言,只有几家OSAT具有这种能力,安靠是其中之一。

SK:系统封装(System-in-Packages,SiP)是高端和略低端应用的热门话题,无论是2.5D TSV、FO WLP SiP还是倒装芯片有核/无核封装。您如何看待SiP市场潜力和未来发展?SiP的主要驱动力、瓶颈和竞争对手是什么?安靠在SiP市场是如何定位的?

CC/RH:SiP产品将继续快速发展。重点是结构、电性能、集成电路功能和无源元件数量增加。期待能解决电气性能,特别是针对毫米波产品的新材料出现。也期望看到模组密度增大,模组尺寸越来越大,但成本却在降低。虽然看起来像是个悖论,但对于最新最先进的封装技术来讲,这是有想象空间的。

目前SiP的主要瓶颈是产能和让新产品快速通过认证的能力。对SiP的需求不断增长也促进了一系列新产品的产生,需要进一步投资/扩大现有的HVM能力。现金流和投资能力将缩小能进入该领域的厂商范围。

安靠的SiP业务增长迅猛,我们继续重视扩大产能和提高产品性能。安靠的封装平台技术涉猎广泛,SiP业务一直是安靠的重点领域。我们增加了一个专门的射频设计团队,可以对整套流程进行分析。我们在韩国拥有一支非常庞大的专业研发团队,众多专业精密的先进制造生产线以及高度胜任的业务部门指导着公司的发展重点。

SK:集成是SiP技术的关键词,通常包含异构技术。除了功能性集成电路,也意味着集成分立器件和无源器件(IPD)。您认为未来SiP集成趋势是什么?安靠将如何定位以满足异构集成的需求?

CC/RH:我们将继续关注模组密度和形态。一直以来,我们也看到对具有高度集成模组的需求,这些模组的封装方案复杂,在中介层/基板的两面布局了功能性IC和无源元件。现在,嵌入式IC和无源器件(无论是IPD器件还是分立器件)都是SiP模块的核心,采用日益复杂的封装方案来降低高度、长度和宽度,保持非常高的成品率,且价格适当。安靠将继续采用充满智慧的封装技术和结构。安靠的先进封装平台布局广泛,有一系列的技术供选择,异构集成的需求将有助于发挥我们的优势。

SK:半导体公司正在进行整合和重组,半导体供应链也在悄然发生变化。不同的创新型先进封装技术正在出现,不同的商业模式也随之产生。不同制造商,如基板制造商、代工厂和EMS(电子制造服务工厂)正在进入市场。台积电(TSMC)也涉足封装产业,分食这个曾经被封装厂商垄断的行业。作为一家重要的OSAT厂商,您认为这对封装厂商构成挑战吗?先进封装行业的每家厂商是否都有足够的机会?

CC/RH:我们看到的是半导体行业对先进封装需求日益增长的强有力的信号和认可。通过封装实现功能集成已经成为半导体行业的核心,并且随着摩尔定律的减缓和先进节点的成本/阻碍的增加,功能集成将成为半导体行业的焦点。

虽然来自不同业务领域的厂家的进入带来了新的挑战,但实际上,这只是附加的竞争,与我们过去几十年与其他OSAT的竞争没有什么不同。值得注意的是,与此同时,由于没有能力投资和保持竞争力,许多较老的竞争者正在退出。随着对先进封装的关注越来越多,还有足够的空间容纳新进入者。

延伸阅读:

《先进封装产业现状-2018版》

《板级封装(PLP)技术及市场趋势-2018版》

《先进基板技术及市场现状-2018版:嵌入式芯片和互联、基板式PCB趋势》

《iPhone X中A11处理器的台积电第二代InFO封装》

《手机应用的先进射频(RF)系统级封装-2017版》

《存储器封装市场与技术-2017版》

《MEMS封装市场及技术发展趋势-2017版》

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