從現(xiàn)狀看來，隨著封裝業(yè)者開始逐步轉(zhuǎn)入2.5D/3D技術(shù)，高密度Fan-out和其他封裝工藝，可見的先進(jìn)IC封裝市場似乎開始進(jìn)入了一個高風(fēng)險的競爭戰(zhàn)場。
而回顧整個封裝技術(shù)的變革，在TSMC在幾年前開始涉足先進(jìn)封裝技術(shù)之后，曾經(jīng)一度由OSAT主導(dǎo)并掌控的客戶芯片封裝需求的市場逐漸發(fā)生了變化，今年蘋果的A10封裝導(dǎo)入了臺積電的的Fan-out技術(shù)，對OSAT來說就是一個信號。
而在這之后，也傳出了三星和Intel將謀劃進(jìn)攻先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)，如果真是這樣的話，那么第一陣型的三個Fab將會在不久的將來直接和OSAT競爭，雖然并不是所有的Fab都有這樣的能力，但Fab第一梯隊的進(jìn)入，會對OSAT造成沖擊。
同時根據(jù)分析機(jī)構(gòu)披露，在A10的Fan-out封裝上嘗到甜頭的臺積電在先進(jìn)封裝上加大了研發(fā)和投資的力度。他們用在先進(jìn)封裝研發(fā)上的資金已高達(dá)10億美元。而Intel也表示，他們在先進(jìn)封裝上的研發(fā)成本比兩個最大的OSAT加起來的研發(fā)成本還要高。一場Fab和OSAT的奇怪戰(zhàn)爭，即將打響。
作為回應(yīng)，OSAT掀起了并購熱潮，準(zhǔn)備通過整合資源的方式來應(yīng)對這種挑戰(zhàn)。日月光和矽品的合并就是明顯的一個例子。
但據(jù)觀察，這股趨勢也會給他們的芯片設(shè)計客戶帶來新的困擾：
首先就是芯片制造商和OEM們正在評估這些封裝技術(shù)，為其未來的產(chǎn)品選擇合適的方案，但這看起來是一個很復(fù)雜和困難的工作；
其次，為了尋找一個先進(jìn)封裝的供應(yīng)商，現(xiàn)在他們又面臨了三種選擇：Fab的整體解決方案、OSAT單獨解決、Fab和OSAT聯(lián)手解決封裝。
對于這些芯片廠商和OEM來說，如何選擇解決辦法，就成為了一個大問題。
但就我們看來，因為每周解決方法都有相應(yīng)的有點和決定，所以最終選擇哪種封裝解決方案，是由需求決定的。
例如，如果選擇Fab一站式解決制造和封裝的這種方案，由于整個流程由Fab操控，因此中間很多的花費就由Fab主導(dǎo)，芯片制造商們議價的能力就不高，喪失了以前了OSAT談判的靈活性。當(dāng)然這些選擇跟多取決于客戶需求。
雖然目前有很多廠商投入到Fan-out等技術(shù)的研發(fā)，也有很多的潛在OSAT兼并事件將發(fā)生，但是從目前看來，我們也不能那種封裝技術(shù)會在未來中勝出，OSAT產(chǎn)業(yè)面臨大問題了。
先進(jìn)封裝前景看好
Fab和OSAT都在追逐先進(jìn)封裝技術(shù)，歸根到底就一個字——錢。因為根據(jù)很多分析機(jī)構(gòu)的報告，先進(jìn)封裝在未來會是一個大市場。因此Fab想在蕭條的IC工業(yè)中尋找新的成長空間，就瞄向了先進(jìn)封裝；而這本身就是OSAT掙錢的來源，努力鞏固已有市場也是刻不容緩。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，到2020年，先進(jìn)封裝的市場規(guī)模預(yù)計會高達(dá)300億美元，較之2014年的202億美元有顯著的增長。倒裝芯片會長期在這個市場中扮演一個重要角色。但在可預(yù)見的未來，F(xiàn)an-out的成長速度會非常快。
根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，到2020年，F(xiàn)an-out的市場規(guī)模會從2015年的2.44億美元暴增到24億美元。
與此同時，使用TSV的2.5D封裝技術(shù)在未來幾年的年成長率也會高達(dá)22%。
而據(jù)觀察，推動先進(jìn)封裝往快速增長的原因有以下幾點，最明顯的就是芯片制造商想縮小封裝尺寸，并提高芯片性能。在芯片的制造過程中，有很多因素需要考慮，但由于封裝對于整體成本和性能有重要的影響，所以一般芯片制造商在早期就會在選擇的時候非常慎重，這就是是先進(jìn)封裝發(fā)展的動力之一。
舉個例如，在過去，智能手機(jī)芯片用的最多的封裝技術(shù)是POP封裝，雖然這個技術(shù)還是被手機(jī)芯片采用，但很顯然的是，它不再是主流。因為厚度0.5左右的POP芯片在帶寬和能耗上面的一些限制逐漸凸顯。而為了取替POP，晶圓廠和OSAT投入到了一系列先進(jìn)和具有競爭性的技術(shù)的研發(fā)。
當(dāng)中一個出色競爭者就是應(yīng)用在蘋果A10上的扇出型晶圓級封裝技術(shù)（FOWLP），晶圓級封裝是指在芯片還是Wafer階段就引入封裝流程，這樣就可以縮小封裝尺寸。
從現(xiàn)在看來，晶圓級封裝包含兩項技術(shù)，那就是CSP和Fan-out。CSP是一個Fan-in技術(shù)，在這個封裝中，I/O是位于錫球的上部。但在200個I/O和0.6mm的規(guī)格上，F(xiàn)an-in似乎就滿足不了需求了。
而在Fan0-out，獨立的die嵌入到環(huán)氧材料中，而內(nèi)部連接則在RDL到焊接凸點之間扇形展開，這樣則可以實現(xiàn)更多的I/O。
從低pin的應(yīng)用到高pin的FPGA，F(xiàn)an-out對于芯片設(shè)計商的吸引力都是巨大的。
另外，多芯片解決方案也會逐漸受關(guān)注，這種根據(jù)需要，將其SoC上不同F(xiàn)ab技術(shù)的數(shù)字和模擬部分分割開的方法能獲得更好的解決方案。
而對客戶來說，F(xiàn)an-out能給他們提供更多的選擇。
例如在降低SoC設(shè)計的尺寸上，相較于使用傳統(tǒng)的方式，F(xiàn)an-out能更好的實現(xiàn)高集成度的系統(tǒng)級封裝，隨著NRE成本的增加，這是一個很好的選擇。更重要的是，F(xiàn)an-out能夠滿足即將爆發(fā)的IoT多樣化應(yīng)用的需求。
但我們也不能否認(rèn)，客戶也面臨著選擇的煩惱。就拿高密度的Fan-out來說，就有三種不同的方案：chip-first/face-down; chip-first/face-up和chip-last（RDL first）。
Chip-first是在生成RDL之前，先將die附著在一個臨時或者永久的材料架構(gòu)上的工藝進(jìn)程、而Chip-last則是先生成RDL，再導(dǎo)入die的過程。
第一波Fan-out潮流叫eWLB（embedded wafer-level ball-grid array），那時候采用的是chip-first/face-down方案。
現(xiàn)在，ASE、JCET/STATS,、Namium和其他廠商正在追逐第二波Fan-out封裝技術(shù)，他們追逐的也是一種接近于eWLB的chip-first/face down技術(shù)。這對于小die尺寸、低I/O和不多的RDL來說，是一個完美的選擇。
與此同時，TSMC和Deca則選擇Chip-first/face up的方案，這樣能夠支持更多的I/O，更多的RDL層，更小的線寬。
而Amkor則在追逐chip-down方案。這種方案對于那些將memory和其它die結(jié)合在一起的AP來說，是一個很好的選擇。
現(xiàn)在蘋果是第一個使用高密度Fan-out的廠商，更多OEM廠商還處于觀望狀態(tài)，因為畢竟新技術(shù)的導(dǎo)入成本比較貴。傳統(tǒng)的eWLB fan out的成本對OEM來說還是不錯的，但根據(jù)訪談得知，如果性能表現(xiàn)能夠獲得廠商的認(rèn)可，他們也會考慮導(dǎo)入新一代Fan-out。
但OEM也是有顧慮的，他們想要一個Fan-out的備用供應(yīng)商，但由于Fan-out沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就導(dǎo)致他們只能和供應(yīng)商打造專用方案。有時候這樣的風(fēng)險會很大。
除了Fan-out以外，市場還在追逐另一種類的高端封裝市場，例如使用硅中介層和TSV的2.5D堆棧die。到目前位置，這種方案，只吸引了FPGA廠商、圖形芯片廠商和memory廠商的目光。
除此之外，Intel正在推行一種叫做EMIB（Embedded Multi-die Interconnect Bridge）的技術(shù)，這種技術(shù)的優(yōu)勢在于在封裝中，die邊緣只需要很一小片的silicon去連接到一起。對比于需要更多silicon的2.5D技術(shù)，EMIB的成本優(yōu)勢是明顯的。
選擇FAB的封裝解決方案？
對于OEM來說，選擇合適的技術(shù)只是其中的一個挑戰(zhàn)。供應(yīng)商的選擇是另外一個難題，尤其是在Fab和OSAT中選擇的時候，更是難上加難。
隨著技術(shù)的發(fā)展，市場上開始出現(xiàn)了兩種類型的Fab，一種是不會和OSAT有很強(qiáng)競爭關(guān)系的，與不會和封裝廠合作，但他們會提供一些簡單的封裝產(chǎn)品，例如硅中介層開發(fā)、TSV構(gòu)造等。
另一種就是直接和封裝廠競爭的，他們會提供完整的封裝解決方案，他們也會OSAT有合作，這主要取決于產(chǎn)品的類型。
提供全方位服務(wù)的FAB相比于OSAT，能夠給OEM更多的支持，同樣也會帶來比OSAT更復(fù)雜的運營成本。
在過去，單純的Fab的毛利可以高達(dá)50%。而OSAT的毛利只有25%左右。如果FAB涉及封裝的話，他們就會面臨毛利下降的危險。但換個角度看，F(xiàn)AB可以在封裝過程中抵消這種風(fēng)險。因為通過提供前端的制造服務(wù)，他們更容易的從后端獲得更多的收益。
但每家的策略不一樣，例如Intel和TSMC主推交鑰匙式的封裝服務(wù)。
三星雖然和TSMC和Intel都提供封裝服務(wù)，但他不會涉及市場容量大的封裝，他更愿意將其交給OSAT廠商。按照他們的說法，他們未來會持續(xù)保持和ASE、Amkor等廠商的緊密合作關(guān)系。
例如美光，他們的3D RAM產(chǎn)品叫做HMC，在生產(chǎn)過程中，格羅方德會提供TSV構(gòu)造制程和其他一些封裝工作。格羅方德也會研究一些硅中介層的技術(shù)，但他們不會將這些芯片封裝技術(shù)開放給客戶。因為他們的觀點是不會和OSAT競爭。
UMC同樣也提供前端的TSV制造服務(wù)，但他們依然游離在封裝之外，選擇和OSAT合作。按照聯(lián)電的說法，無論大或小的OEM，在制造芯片的時候，都需要靈活性，而UMC的總是就是給他們提供選擇的靈活性。
依然選擇OSAT？
和FAB一樣，在先進(jìn)制程方面，OSAT同樣有其優(yōu)勢和劣勢，因為OSAT也不能覆蓋所有的封裝技術(shù)。但和FAB有一點不同的是，OSAT有了更大的靈活性，能夠滿足大型產(chǎn)品多樣化的設(shè)計和生產(chǎn)、制造需求。他們能夠從不同的FAB拿到die進(jìn)行封裝，這是SIP封裝的關(guān)鍵，也是OSAT的優(yōu)勢。
但是，客戶也要對OSAT保持密切的關(guān)注。因為隨著時間的推移，成本的增加，越來越少的OSAT能跟進(jìn)先進(jìn)封裝技術(shù)的研發(fā)。也是因為這個原因，OSAT的并購潮會出現(xiàn)，而這種情況的出現(xiàn)，對于OEM來說是有利的。因為并購帶來更多的資金，帶來更強(qiáng)的研發(fā)能力，能夠滿足他們的需求。
例如ASE和SPIL的合并，會帶來更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，更多的新產(chǎn)品。
在更早的時候，ASE投資了Deca，因為他想將Deca的fan-out技術(shù)帶回臺灣。除了Deca的Fan-out，ASE更是投入到好多種Fan-out封裝技術(shù)的研發(fā)。光SPIL就投入了至少三種Fan-out的研發(fā)。
還有其他封裝競爭者在Fan-out投入。
考慮到市場的固定，問題就來到了，是否有足夠的空間給這種OSAT廠商。
新技術(shù)層出不窮，競爭者出現(xiàn)，OSAT和FAB未來會處于一種什么關(guān)系呢？對OSAT來說，又會面臨什么挑戰(zhàn)呢？讓我們靜觀其變。