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報道，“異質封裝的領域很廣，臺積電和日月光沒真正互相競爭，而是各有長處、共創價值。”在1日舉行的SEMICON論壇開展前的直播活動中，臺積電卓越科技院士暨研發副總余振華如是說。

坐在他身邊的是全球封測龍頭、臺積電長期合作伙伴日月光投控副總經理洪志斌。和樂融融的氛圍，讓人幾乎想不起十年前余振華與日月光、矽品等就代工廠搶占先進封裝市場針鋒相對的過往。

自臺積電2016年憑InFO拿下蘋果A10處理器全部訂單伊始，代工廠與封測廠在先進封裝上的對峙愈發劍拔弩張。然而就在最近，臺積電將CoWoS的“oS”流程委外OSAT的消息，給雙方的關系帶來了另一種可能。

TSV分水嶺顯現 “oS”讓代工廠、OSAT握手言和？

盡管代工廠、封測廠對“先進”定義有所不同，但業內共識是，2.5D/3D封裝正在成為先進封裝的核心，顧名思義，其本質是將封裝從水平互連拓展至垂直互連，其中的關鍵TSV（硅通孔），即是代工廠插隊進場的關鍵所在。

TSV是連接硅晶圓兩面并與硅基體和其他通孔絕緣的電互連結構，使得堆疊的裸晶或裸晶與基板（Substrate）之間實現上下層的互連，該技術的發明者即臺積電，最早也是應用在臺積電先進封裝領域的首個重要研究成果CoWoS上。

在以CoWoS為代表的2.5D封裝中，裸晶被并排放置在硅中介層的頂部，通過微凸塊和硅中介層中的布線實現互連，上下層之間的互連則依靠在硅中介層打TSV實現，3D封裝中則是直接裸片上打TSV。

2.5D/3D封裝；圖源：Wikichip

鑒于代工廠在硅中介層（本質是晶圓）以及晶圓加工技術和成本上的天然優勢，一些觀點認為，以TSV技術為主導的垂直互連技術，大有成為代工廠、封測廠在先進封裝領域的“分水嶺”的趨勢：

憑借垂直互連技術，代工廠將從高精度路徑實現先進封裝市場的搶占，封測廠則主動或被動地被固封在水平互連的領域，確立優勢的最好辦法是整合盡可能多的技術，提供盡可能靈活的服務。

變數出現在CoWoS的“oS”上，即芯片在完成Chip on Wafer（CoW）層級的封裝后，與基板連接（On Substrate）的過程，由于其基于倒裝等傳統互連技術，所需人力更多、利潤更低，成為代工廠和封測廠“握手言和”的契機。

紅框為“oS”流程；圖源：IEEE

廈門云天董事長于大全教授對愛集微表示，隨著業務量的增加，將先進封裝流程中技術要求更低的環節外包給OSAT是合理的。“完成CoW層級封裝說到底也還是芯片，仍需要連接基板，代工廠自己做需要很大產能。”

而相對于代工廠，封測廠的優勢在于，在芯片倒裝等基板層級的連接技術上經驗積累豐富，并且產能優勢顯著，隨之而來的是成本優勢和更高的良率，與封測廠的合作，能夠幫助代工廠降低投資，專注于精度上的拓展。

而對于部分觀點提出的“良率追責”質疑，于大全認為不會對這種合作造成太大阻礙，對于封測廠來說，“oS”與傳統封測業務相比，區別僅在于前者的裸晶“多了一層堆疊”而已，“哪段封裝出問題就追責哪里。”

從封測廠的角度來說，2.5D/3D封裝的大蛋糕近在眼前，但開發TSV技術成本過高，雖然“oS”是CoWoS中利潤率最薄的一環，但相較于傳統封測業務來說，利潤率卻相當可觀，無疑將成為時下封測廠的優選。

“oS”蛋糕不易吃 代工廠謹慎委外低端流程

高利潤率往往代表高技術壁壘，“oS”的高利潤率同樣也表明，并不是所有封測廠都有能力接下這一業務，而對于有能力做先進封裝的代工廠們來說，也并不完全放心將大客戶們的高端產品交予OSAT做后道封裝。

據某臺系代工廠業內人士向愛集微介紹，“oS”委外的模式，臺積電在2019年為華為鯤鵬CPU代工時就曾采用，但對于一些帶HBM（高帶寬內存）的AI、GPU芯片并不適用。

究其原因，仍舊是對OSAT技術難度太大，“HBM造價高，做壞了賠償責任太大。”據于大全分析，由于HBM的凸塊間距可能更小，測試的過程或更加復雜，連接的硅中介層面可能更大，也使得“oS”流程復雜性提高。

HBM；圖源：AMD

無緣這一類“oS”業務，阻止了封測廠進一步分食先進封裝市場的可能。據愛集微此前報道引述某臺系晶圓廠內部人士所說，已經有越來越多的芯片廠選擇將CPU/GPU/TPU與一個或多個HBM組合在一起進行先進封裝。

同時，就“oS”技術本身來說，也將決定封測廠是否能夠順利吃到這一塊業務。據悉，目前的“oS”大多采用倒裝技術，傳統的倒裝可應用到50μm或40μm的間距，但再往下走就可能會出現難以鍵合的問題。

JCET現場應用工程高級總監Nokibul Islam曾表示，通過大規模回流的傳統倒裝芯片在更窄的間距下的鍵合面臨挑戰。“標準回流工藝下可能會出現基板和芯片之間的整體熱膨脹系數不匹配，從而導致更高的翹曲和芯片移位。”

這也解釋了為何即使是整個流程工藝中利潤率、技術要求最低的部分，臺積電仍謹慎地將“oS”委外給了諸如日月光、安靠之類的國際一線封測廠，并且帶HBM的產品的“oS”部分也仍由自己處理。

于大全認為，從未來的發展趨勢來看，代工廠更有可能將一些低端的（例如Interposer比較小，線寬，pitch值較大）產品，在封測廠能力達到的情況下委外出去，但高端的（例如帶HBM的）、有技術門檻的，仍然由自己處理。

“代工廠應該主要還是做芯片層面、即所謂‘Level-零級’封裝，一級封裝可以委外出去一部分，因為芯片量太大，如果代工廠自己做，投資和人力的效率不夠高，利潤率也肯定不如前段好。”

而除了CoWoS的“oS”流程以外，目前已經有越來越多的封測廠開始做RDL-first了，后者為扇出型封裝的三大類型之一，于大全認為，代工廠今后也有可能將這一流程委外給封測廠。

值得一提的是，臺積電的老對手三星電子，似乎也“嗅”到了這種模式的好處，旗下三星電機和安靠合作開發了2.5D封裝解決方案“H-Cube”。雖然暫時沒有證據表明安靠負責“oS”部分，但足夠令人遐想。

“H-Cube”；圖源：三星電子

大陸封測廠難分一杯羹 垂直互連仍在探索

正如上文所說，由于類似“oS”的工藝流程仍有一定技術壁壘，不是所有封測廠都能分得這一杯羹，然而對于目前在全球封測環節具有相當市占的大陸封測廠來說，最大的攔路虎卻不是技術。

據于大全推測，大陸某封測大廠已有做CoWoS的堆疊以及RDL-first的能力，另一封測巨頭在Flip-Chip能力上也有一定優勢，但兩者在相關訂單上均“兩手空空”。

究其原因，一方面，臺積電等頭部代工廠對于委外仍然較為謹慎，傾向于交由日月光、安靠等全球頭部大廠，另一方面，最有希望下單的大陸代工廠，則在先進封裝領域還未達到2.5D/3D封裝的水準。

后者或將是短期內大陸封測廠的最大指望。中芯國際資深副總裁張昕日前在IC WORLD大會上指出：“公司先進封裝平臺將在2.5D領域提供全覆蓋Interposer方案，3D IC提供HBM/近存計算解決方案。”

除了頭部封測廠之外，一些企業將資金集中投入在CoWoS領域，或專門做TSV技術，有機會進入這一市場，但前提是其技術要比現有的封測廠更先進，這也意味著非常高的資金投入，“沒有幾十億做不到。”

與此同時，封測廠們也在不斷攻克新的垂直互連技術。例如，長電科技計劃明后年面世的XDFOI系列，較2.5D TSV封裝具有更靈活的設計架構、更低的成本、更好的性價比以及更高的可靠性。

來源：semiengineering

此外，長電科技還推出了無硅通孔扇出型晶圓級高密度封裝技術，使用Stacked VIA替代TSV以解決后者居高不下的成本以及仍然困擾代工廠的良率問題，可實現多層RDL再布線層，2/2um線寬間距，40um級窄凸塊互聯。

于大全也認為，將TSV作為代工廠和封測廠在先進封裝領域的分水嶺還為時過早。據其介紹，TSV將出現標準化的趨勢，封測廠未來也有能力做到裸晶的堆疊，“只是說有沒有前端廠來支持封測廠做這一方面的業務。”

另外就TSV本身來說，也有高端低端之分，雖然像臺積電那樣直徑很小、pitch值很小的TSV，封測廠暫時沒有能力做，但對于一些低端的產品、封測廠有能力去做的，還是趨向于分工給封測廠，“因為產能要求太高。”

不過，這并不意味著代工廠和封測廠之間沒有技術壁壘。于大全分析，兩者之間存在的技術之“墻”有兩個：一是小于1um的線寬，二是在有源芯片上做TSV、在芯片加工過程中做TSV，兩者均為封測廠暫時無法做到的。

寫在最后

“封測廠已經跟不上晶圓代工的腳步了。”2011年，剛剛從張忠謀手中接手先進封裝具體任務的余振華，在媒體上與日月光、矽品等封測大廠相互“嗆聲”，雙方就先進封裝的對峙，一度劍拔弩張。

十年后，前有臺積電將“oS”委外代工，后有余振華強調“產業鏈上下游共同合作”、“與封測廠無競爭”的態度一百八十度驟變，不禁讓外界猜測這是否預示著行業分工在先進封裝領域已走向新的業態。

然而，從余振華當天的全部言論中，仍然暗藏其他意味。比如其強調的異質整合面臨的兩大挑戰——成本控制、精準制程控制，兩者均解釋了臺積電委外“oS”的根本原因，即先進封裝前、后道工藝的不統一。

這可能表明，余振華或者說是臺積電在“封測廠先進封裝落后于代工廠”的觀點從未改變。另一方面，對封測廠來說，接手“oS”或許是其在先進封裝領域暫時的選擇，但大廠卻仍未停止向垂直互連探索的步伐。

技術的推進，往往會推動產業鏈生態的質變。就如先進封裝的到來，模糊了代工廠和封測廠的界限，讓原本涇渭分明的上下游分工關系變得水乳交融。而這種競爭和合作共存的狀態，預計仍將在很長一段時間內持續。

（holly）

,高hbl文,002755,葉夢色 http://www.cityruyi.com/lm-2/lm-4/15564.html