先进封装应用广阔

苗中杰

2022年下半年开始全球半导体市场遭遇寒冬，封装测试也面临严峻挑战，但本周先进封装概念股强势大幅上涨，究竟什么是先进封装，先进封装都包含哪些技术呢？

在聊先进封装这个话题前，友情提示本周先进封装板块的炒作，仍属概念性炒作，需防范回落风险。所谓封装简单地说就是把集成电路装配为芯片最终产品的过程，通俗地说，就是把生产出来的集成电路裸片（Die）放在一块起到承载作用的基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。封装不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。

封装发展至今，大约经历了五个阶段。第一阶段主要为通孔插装型封装，该阶段技术是以DIP 为代表的针脚插装，主要包括晶体管封装（TO）、陶瓷双列直插封装（CDIP）、塑料双列直插封装（PDIP）等；第二阶段主要为表面贴装型封装，用引线替代第一阶段的针脚，包括塑料有引线片式载体封装（PLCC）、塑料四边引线扁平封装（PQFP）、小外形表面封装（SOP）、小外形晶体管封装（SOT）、双边扁平无引脚封装（DFN）等。

封装的第三阶段为面积阵列封装时代，从平面四边引线型向平面球栅阵列型封装发展，引线技术从金属引线向微型段焊球方向发展。该阶段出现了球栅阵列封装（BGA）、芯片级封装（CSP）和晶圆级封装（WLP）等新技术。从第四阶段开始，封装进入先进封装时代，先进封装技术成为延续摩尔定律的最佳选择，在不提高半导体芯片制程的情况下能够进一步提高集成度，显现终端产品轻薄短小等效果。主要为系统级封装（SiP）、三维立体封装（3D）、芯片上制作凸点（Bumping）、多芯片组封装（MCM）等。

目前国内集成电路封测企业可分为三个梯队，第三和第二梯队企业产品主要以通孔插装型封装和表面贴装型封装为主，并具备第三阶段球栅阵列封装的技术储备。而第一梯队企业如长电科技、通富微电、华天科技已實现了第三阶段焊球阵列封装、栅格阵列封装、芯片级封装稳定量产，具备全部或部分第四阶段封装技术量产能力。

封装的第五阶段是什么？

主要包括微电子机械系统封装（MEMS）、晶圆级系统封装-硅通孔（TSV）、倒装焊封装（FC）、表面活化室温连接（SAB）、扇出型集成电路封装（Fan-Out）、扇入型集成电路封装（Fan-in）等，目前长电科技、通富微电、华天科技等已在第五阶段晶圆级系统封装等领域进行了技术储备或产业布局。

总体来看，传统封装技术主要包括直插型封装、表面贴装、球栅阵列等，而带有倒装芯片（FC）结构的封装、晶圆级封装（WLP）、系统级封装（SiP）、2.5D 封装、3D封装等均被认为属于先进封装范畴。我们以台积电的CoWoS 为例，Co-WoS 是一种2.5D/3D 的封装技术，可以分成CoW 和WoW 来看，其中CoW 指Chip on Wafer，是一种在晶圆上封装芯片的先进封装形式，而WoW 是指Waferon Wafer，是一种在晶圆上封装晶圆的先进封装形式。CoWoS（Chip onWaferon Substrate）是将CoW 与基板连接的一种先进封装形式，包含了3D、TSV、FC、Bumping 等多种先进封装技术。

是不是可以这样理解，实际上所谓先进封装，包含了很多种第四或第五阶段的封装技术，能否简单的介绍一下这些封装技术的特点，以便投资者更好地理解。

版面有限，这周我们先聊聊晶圆级封装，以便中小投资者更好地理解什么是先进封装。在传统封装概念中，晶圆是先被切割成小的Die（芯片未封装前的晶粒），之后再进行连接和塑封。而晶圆级封装，是将封装工艺与半导体工艺进行融合，在晶圆上对芯片进行统一封装，再切割形成可靠性更高的独立芯片。晶圆级封装不需要额外的封装体积，因此晶圆尺寸越大，芯片尺寸越小，并具有高性能、高出产率、低成本等优势。

晶圆级封装主要分为Fan-in（扇入式）和Fan-out（扇出式）两种，而晶圆级封装只是先进封装的基础，晶圆级封装在20 世纪90 年代就已经出现，属第三阶段技术。而晶圆级系统封装-硅通孔（TSV）则属第五阶段技术，简单地说就是晶圆级封装再加上更先进的如TSV、2.5D/3D、FC、SiP、Bumping、晶圆键合等多种先进封装技术，才形成真正意义上的应用口径广阔的先进封装，这些先进封装技术的详情我们日后再聊。

（本文所涉个股仅做举例，不做买卖推荐。）