近日，有臺灣地區媒體報道，臺積電已將2.5D封裝技術CoWoS（Chip On Wafer On Substrate）業務的部分流程（On Substrate，簡稱oS）外包給了OSAT廠商，主要集中在小批量定制產品方面。而類似的合作模式預計將在未來的3D IC封裝中繼續存在。
CoWoS技術先將芯片通過Chip on Wafer（CoW）的封裝制程連接至硅晶圓，再把CoW芯片與基板連接（oS）。
臺積電擁有高度自動化的晶圓級封裝技術，而oS流程無法實現自動化的部分較多，需要更多人力，而日月光（ASE）、矽品、安靠（Amkor）等頂尖OSAT廠商在oS流程處理方面的經驗更多。
在過去幾年里，臺積電已經陸續將部分封裝業務的oS流程外包給了上述OSAT廠商，包括使用FOWLP和InFO封裝工藝的HPC芯片。
消息人士稱，在封裝業務方面，臺積電最賺錢的是晶圓級SiP技術，如CoW和WoW，其次是FOWLP和InFO，而oS的利潤最低。由于異構芯片集成需求顯著增長，預計臺積電會將更多的低利潤封裝業務交給OSAT。
無論以上消息是否屬實，在制程工藝進步艱難的當下，先進封裝的重要性愈加凸出，而臺積電作為領先企業，其先進制程和封裝高度融合能力將引領今后幾年的芯片封裝市場，相應舉動對市場格局也會產生影響。
先進封裝市場快速升溫
Yole預測，2017~2022 年，全球先進封裝技術：2.5D&3D，Fan-out，Flip-Chip的收入年復合增長率分別為28%、36%和8%，而同期全球封測行業收入年復合增長率為3.5%，明顯領先于傳統封裝市場。2021年，OSAT廠商將花費不低于67億美元用于先進封裝的技術研發、設備采購和基礎設施建設。此外，不只是OSAT，臺積電和英特爾也在先進封裝上花費巨大。
在這場競賽中，最搶眼的有5家企業，分別是日月光、臺積電、英特爾、Amkor和江蘇長電（JCET）。其中，臺積電計劃在2021年斥資25億至28億美元，以基于其 InFO、CoWoS 和 SoIC 的產品線來建設封裝廠。Yole估計，臺積電在2020年從先進封裝中獲得了36億美元的營收。
另外，OSAT霸主日月光宣布，將向其晶圓級封裝業務投入20億美元；英特爾則宣布，將在美國亞利桑那州投資200億美元建設晶圓廠，并擴大其在亞利桑那州和俄勒岡州工廠的Foveros/EMIB封裝業務，此外，還將投資先進封裝的合作項目，這方面的合作對象主要是臺積電。
先進封測技術可以提高封裝效率、降低成本、提供更好的性價比。目前來看，先進封裝主要包括倒裝（Flip Chip）、凸塊（Bumping）、晶圓級封裝（Wafer level package）、2.5D封裝、3D封裝（TSV）等技術。先進封裝在誕生之初只有WLP、2.5D和3D這幾種，近年來，先進封裝向各個方向快速發展，而每個開發相關技術的公司都將自己的技術獨立命名，如臺積電的InFO、CoWoS，日月光的FoCoS，Amkor的SLIM、SWIFT等。
在中國大陸地區，2015年以前，只有長電科技能夠躋身全球前十，而在2017年，三家封測企業營收分別增長 25%、28%、42%。長電科技一躍成為全球OSAT行業中收入的第3名。
在技術儲備方面， 在大陸三大龍頭封測企業當中，長電科技的先進封裝技術優勢最為突出。據悉，其掌握了Fan-out eWLB（embedded wafer level BGA），WLCSP（wafer-level chip scale packaging），SiP，Bumping，PoP（package on package）等高端封裝技術。
5G需求最強烈
隨著手機越來越輕薄，在有限的空間里要塞入更多組件，這就要求芯片的制造技術和封裝技術都要更先進才能滿足市場需求。特別是在5G領域，要用到MIMO技術，天線數量和射頻前端（RFFE）組件（PA、射頻開關、收發器等）的數量大增，而這正是先進封裝技術大顯身手的時候。
目前來看，SiP技術已經發展到了一個較為成熟的階段，由于SoC良率提升難度較大。為了滿足多芯片互聯、低功耗、低成本、小尺寸的需求，SIP是一個不錯的選擇。SiP從封裝的角度出發，將多種功能芯片，如處理器、存儲器等集成在一個封裝模塊內，成本相對于SoC大幅度降低。另外，晶圓制造工藝已經來到7nm時代，后續還會往5nm、3nm挑戰，但伴隨而來的是工藝難度將會急劇上升，芯片級系統集成的難度越來越大。SIP給芯片集成提供了一個既滿足性能需求又能減少尺寸的解決方案。
而為了滿足5G的需求，在SiP的基礎上，封裝技術還在演進。通過更先進的封裝技術，可解決產品尺寸過大、耗電及散熱等問題，并利用封裝方式將天線埋入終端產品，以提升傳輸速度。
以5G手機為例，應用講究輕薄短小、傳輸快速，且整體效能取決于核心的應用處理器（AP）芯片，而隨著5G高頻波段的啟用，負責傳輸信號的射頻前端（RFFE）和天線設計也越來越復雜，需要先進封裝技術的支持。
競爭加劇
近幾年，雖然排名前十的廠商一直未有大的變化，但是它們之間的競爭激烈程度與日俱增，特別是市場對先進封裝技術的需求量快速增長，這也逐漸成為了優秀封測企業的試金石。不僅是傳統的OSAT封測企業，近些年，一些IDM和晶圓代工廠也在企業內部大力發展封測業務，以提升其生產效率和自主能力，而且，這些企業研發的一般都是先進的封測技術。在這類企業中，典型代表就是臺積電、三星和英特爾。
如臺積電的InFO（Integrated Fan-Out），就是其標志性技術。另外還有CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）封裝技術。該技術是為解決能耗問題而發展出的2.5D封裝解決方案。此外，臺積電還在研發和推廣其3D封裝技術——SoIC。
近些年，為了提升綜合競爭力，三星也在發展先進封裝技術，但與臺積電相比還是有差距。代表技術是“面板級扇出型封裝”FOPLP），FOPLP是將輸入/輸出端子電線轉移至半導體芯片外部，提高性能的同時，也能降低生產成本。
英特爾自研的先進封裝技術是EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）2D封裝 和 Foveros 3D封裝。此外，還有用于以上封裝的先進芯片互連技術，包括Co-EMIB、ODI和MDIO。
有了IDM和晶圓代工廠的加入，封測業的競爭或許將更加激烈，在多方勢力的競逐下，在不久的將來，不知道傳統OSAT封測企業的格局是否會被打破。
臺積電與三星之爭
先進制程工藝對封裝提出了更高要求，或者說，先進封裝在一定程度上可以彌補制程工藝的不足。因此，最近幾年，臺積電和三星不斷在3D先進封裝技術方面加大投入，爭取把更多的先進技術掌握在自己手中。
在臺積電2021 線上技術研討會期間，該公司披露了3DFabric系統整合解決方案，并將持續擴展由三維硅堆棧及先進封裝技術組成的3DFabric。
臺積電指出，針對高性能運算應用，將于2021年提供更大的光罩尺寸，以支持整合型扇出暨封裝基板（InFO_oS）和CoWoSR封裝方案，運用范圍更大的布局規劃來整合chiplet及高帶寬內存。
此外，系統整合芯片方面，芯片堆棧于晶圓之上的版本預計今年完成7nm的驗證，并于2022年在嶄新的全自動化晶圓廠開始生產。
針對移動應用，臺積電則推出了InFO_B解決方案，將移動處理器整合于輕薄精巧的封裝之中，提供強化的性能和功耗效率，并且支持移動設備芯片制造廠商封裝時所需的動態隨機存取內存堆棧。
臺積電還將先進封裝的業務拓展到了日本，這也需要一筆可觀的投資。日本經產省表示，臺積電將在日本茨城縣筑波市設立研發據點，總經費約370億日元，日本政府將出資總經費約5成予以支持。據悉，擁有領先封裝技術的日本企業Ibiden、半導體裝置廠商芝浦機械（Shibaura Machine ）等與半導體有關的約20家日本企業有望參與研發，重點就是“小芯片”和3D封裝技術。
三星研發的3D封裝技術為X-Cube，該技術利用TSV封裝，可讓多個芯片進行堆疊，制造出單一的邏輯芯片。
三星在7nm制程的測試過程中，利用TSV 技術將SRAM 堆疊在邏輯芯片頂部，這也使得在電路板的配置上，可在更小的面積上裝載更多的存儲單元。X-Cube還有諸多優點，如芯片間的信號傳遞距離更短，以及將數據傳送、能量效率提升到最高。
三星表示，X-Cube可讓芯片工程師在進行定制化解決方案的設計過程中，能享有更多彈性，也更貼近他們的特殊需求。
日月光鞏固龍頭地位
2020年至今，日月光在先進封裝研發方面取得了多項成果，具體包括：覆晶封裝方面，實現了7nm/10nm芯片制程技術認證，14nm/16nm銅制程/超低介電芯片覆晶封裝應用、銀合金線于混合式覆晶球格陣列式封裝技術；焊線封裝方面，開發了第二代先進整合組件內埋封裝技術、超細間距與線徑銅/金焊線技術，移動式存儲技術、晶圓級扇出式RDL 打線封裝；晶圓級封裝方面，有扇出型30um芯片厚度研磨前切割技術、8 Hi HBM CPD晶圓高精準度（+/-2um）研磨技術、晶圓穿導孔、玻璃基板封裝、晶圓級芯片尺寸六面保護封裝技術開發、扇出型PoP芯片產品開發、晶粒貼合晶圓制程技術；先進封裝與模組方面，開發了低功耗天線設計與封裝技術、可彎曲基板及封裝技術、雙面薄化無線通訊模組技術、5G天線封裝等；面板級封裝方面，開發了扇出型動態補償光罩之面板級封裝技術。
在此基礎上，日月光將在2021年持續擴大先進制程與產能規模，特別是在5G、SiP、感應器、車用電子及智能型裝置方面，會進一步加大投入力度。此外，預計多芯片及感應器相關需求會增加。
結語
封裝對于提升芯片整體性能越來越重要，隨著先進封裝朝著小型化和集成化的方向發展，技術壁壘不斷提高。未來，先進封裝市場規模有望快速提升，技術領先的龍頭廠商則會享受最大紅利。