安靠收購NANIUM，為什麼全行業都在追求晶圓級封裝？

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春節剛過，全球半導體併購即再添新案例。

全球第二大集成電路封裝測試供應商安靠（Amkor）3日宣布與NANIUM S.A.達成收購協議。

安靠預計該項交易將於2017年一季度完成。

資料顯示，NANIUM S.A.位於葡萄牙波爾圖，是歐洲最大的半導體封裝與測試外包服務商，其晶圓級晶片封裝解決方案（WLCSP）世界領先，高良率、可靠的晶圓級扇出封裝技術已用於大規模生產。

目前，NANIUM已利用最先進的300mm晶圓級封裝產線出貨近10億顆扇出封裝產品。

對於本次收購，安靠董事長兼執行長Steve Kelly表示，「此次戰略性的收購將鞏固安靠作為晶圓級封裝和晶圓級扇出封裝領域領先供應商之一的地位。

基於NANIUM成熟的技術，安靠能擴大生產規模，擴展這項技術的客戶群。

」

業內人士表示，此次收購將有助於增強安靠在晶圓級扇出型封裝市場的地位。

扇出型封裝不僅具有超薄、高I/O腳數等特性，還因省略黏晶、打線等而大幅減少材料及人工成本，產品具有體積小、成本低、散熱佳、電性優良、可靠性高等優勢。

其中，單晶片扇出封裝主要用於基頻處理器、電源管理、射頻收發器等晶片；高密度扇出封裝則主要用於處理器、記憶體等晶片。

研究機構Yole認為，在蘋果和台積電的引領下，扇出型封裝市場潛力巨大。

為什麼重視晶圓級封裝？

不得不說，自從蘋果在A10處理器上採用了台積電的FOWLP技術之後，大家都晶圓級封裝的關注度達到了空前的高度。

那麼究竟什麼是晶圓級封裝呢？理論上，晶圓級封裝由於不需要中介層(Interposer)、填充物(Underfill)與導線架，並且省略黏晶、打線等製程，因此能夠大幅減少材料以及人工成本；除此之外，WLP大多採用重新分布(Redistribution)與凸塊(Bumping)技術作為I/O繞線手段，因此WLP具有較小的封裝尺寸與較佳電性表現的優勢，目前多見於強調輕薄短小特性的可攜式電子產品IC封裝應用。

而根據安靠的介紹，晶圓級晶片尺寸封裝(WLCSP)是一種先進的封裝技術，完成凸塊後，不需要使用封裝基板便可直接焊接在印刷電路板上。

它是受限於晶片尺寸的單一封裝。

更詳細描述的話，它是函蓋了再分布層（RDL），晶圓凸塊(Bump）,晶圓級測試(Test)，塑封體切割(Sawing)和以載帶形式的包裝(Tape and Reel)，支持一條龍外包服務的解決方案。

從現行量產數量來看，WLCSP是五大先進封裝技術的主力之一，由於WLCSP封裝時不需封裝基板，在性能/成本上有非常高性價比的優勢。

在封裝選型時，如果尺寸大小，工藝要求，布線可行性，和I/O數量都能滿足需求時，最終客戶有很大機會會選擇WLCSP，因為它可能是成本最低的封裝形式。

晶圓級封裝也能適用於廣泛的市場，如模擬/混合信號、無線連接、汽車電子, 也涵蓋集成無源器件（IPD）、編解碼器(Codec)、功率放大器(Power Amplifier)、驅動IC(Driver)，射頻收發器(RF Transceivers)，無線區域網網絡晶片(Wireless LAN)、導航系統(GPS),和汽車雷達(Automotive Radar)。

WLCSP能提供最低的成本，最小的尺寸，是性價比最高，最可靠的半導體封裝類型之一。

從市場的角度看，非常適合但不限於手機、平板電腦、筆記本電腦、硬碟、數碼攝像機、導航設備、遊戲控制器及其他可攜式/遠程產品和汽車的應用。

從歷史上看，晶圓級尺寸封裝（WLCSP）已經引領在手持式電腦，平板和計算機市場，以及最近的汽車和可穿戴市場。

今天，在高端智慧型手機中30%的封裝是WLCSP。

根據Yole 數據，WLCSP市場規模預計將從2014年的$3B美元增長到2020年的 $4.5B美元，圖中顯示年複合增長率為8%（圖1）。

該市場估算已包括晶圓級，晶片級和測試等項目。

此外，WLCSP製造，還是以外包封裝測試服務供應商（OSAT）為主。

根據Yole數據顯示，排名前十的廠商中有八家來自於OSAT；其餘一家是IDM（TI）；另一家是晶圓製造廠商（TSMC）。

Fan-in和Fan-out的區別

從技術特點上看，晶圓級封裝主要分為Fan-in和Fan-out兩種。

傳統的WLP封裝多採用Fan-in型態，應用於低接腳(Pin)數的IC。

但伴隨IC訊號輸出接腳數目增加，對錫球間距(Ball Pitch)的要求趨於嚴格，加上印刷電路板(PCB)構裝對於IC封裝後尺寸以及訊號輸出接腳位置的調整需求，因此變化衍生出擴散型(Fan-out)與Fan-in加Fan-out等各式新型WLP封裝型態，其製程甚至跳脫傳統WLP封裝概念。

根據Amkor中國區總裁周曉陽介紹：採用Fan-in封裝的晶片尺寸和產品尺寸在二維平面上是一樣大的，晶片有足夠的面積把所有的I/O接口都放進去。

而當晶片的尺寸不足以放下所有I/O接口的時候，就需要Fan-out，當然一般的Fan-out 在面積擴展的同時也加了有源和/或無源器件以形成SIP。

首先談一下扇入型。

根據麥姆斯諮詢的一份報告顯示。

扇入型封裝技術已經成功獲得應用，並穩定增長了十餘年。

由於其固有的、無可比擬的最小封裝尺寸和低成本相結合的優勢，至今仍極具吸引力。

憑藉這些優勢，它逐漸滲透進入受尺寸驅動的手持設備和平板電腦市場，並在這些設備領域仍保持旺盛的生命力。

據估計，目前有超過90%的扇入型封裝技術應用在手機領域。

談及扇入型封裝技術應用，如今高端智慧型手機內所有的封裝器件中，超過30%採用了扇入型封裝。

因此，扇入型封裝技術在手機領域還處於商業黃金期。

儘管扇入型封裝技術的增長步伐到目前為止還很穩定，但是全球半導體市場的轉變，以及未來應用不確定性因素的增長，將不可避免的影響扇入型封裝技術的未來前景。

隨著智慧型手機出貨量增長從2013年的35%下降至2016年的8%，預計到2020年這一數字將進一步下降至6%，智慧型手機市場引領的扇入型封裝技術應用正日趨飽和。

儘管預期的高增長並不樂觀，但是智慧型手機仍是半導體產業發展的主要驅動力，預計2020年智慧型手機的出貨量將達20億部。

目前主要的扇入型封裝器件為WiFi/BT（無線區域網、藍牙）集成組件、收發器、PMIC（電源管理集成電路）和DC/DC轉換器（約占總量的50%），以及包括MEMS和圖像傳感器在內的各種數字、模擬、混合信號器件。

扇入型封裝技術未來可能面臨的最大挑戰，或將是系統級封裝的器件功能集成。

下圖為系統級封裝增長對扇入型封裝出貨量的影響，其整體複合年增長率從9%下降到了6%。

本報告詳細分析了系統級封裝的增長及其對扇入型封裝的影響。

受系統級封裝影響的扇入型封裝出貨量預測

而扇入型的市場，從2015年的統計顯示，看出外包半導體封測占據了主要的市場份額，其中包括一家IDM廠商（TI，德州儀器）和一家代工廠（TSMC，台積電）。

STATS ChipPAC（新科金朋）被JCET（長電科技）收購後展現出強勁的跨躍發展。

而在設計端，Qualcomm（高通）和Broadcom（博通）推動了整個扇入型封裝50%的市場。

扇入型封裝製造市場份額

關於封裝技術，過去幾年市場大多關注扇出型晶圓級封裝技術的發展。

但是，扇入型封裝走出了一條自己的發展道路和路徑圖，除了進一步擴展，它仍能帶來其它類型的創新技術，如六面模具保護等。

本報告提供了兩種扇入型封裝技術發展路徑圖的詳細分析：一種為大規模批量生產（HVM）路徑圖，另一種為生產就緒路徑圖。

路徑圖包括I/O計數器、L/S、凸點間距、封裝厚度、尺寸等等。

此外，本報告還從利用IC技術節點和進一步前端擴展扇入型IC器件方面分析了扇入型封裝技術。

儘管扇入型封裝技術的HVM生產路徑的擴展速度慢於扇出型封裝技術，但扇入型封裝技術有能力達到大多數扇出型封裝的擴展條件，具備隨時可提供的生產就緒發展路徑。

其次談一下扇出型；

扇出型封裝採取拉線出來的方式，成本相對便宜；fan out WLP可以讓多種不同裸晶，做成像WLP製程一般埋進去，等於減一層封裝，假設放置多顆裸晶，等於省了多層封裝，有助於降低客戶成本。

此時唯一會影響IC成本的因素則為裸晶大小。

2013年起，全球各主要封測廠積極擴充FOWLP產能，主要是為了滿足中低價智慧型手機市場，對於成本的嚴苛要求。

FOWLP由於不須使用載板材料，因此可節省近30%封裝成本，且封裝厚度也更加輕薄，有助於提升晶片商產品競爭力

麥姆斯諮詢的報告顯示，2016年是扇出型封裝市場的轉折點，蘋果和台積電的加入改變了該技術的應用狀況，可能將使市場開始逐漸接受扇出型封裝技術。

扇出型封裝市場將分化發展成兩種類型：

- 扇出型封裝「核心」市場，包括基帶、電源管理及射頻收發器等單晶片應用。

該市場是扇出型晶圓級封裝解決方案的主要應用領域，並將保持穩定的增長趨勢。

- 扇出型封裝「高密度」市場，始於蘋果公司APE，包括處理器、存儲器等輸入輸出數據量更大的應用。

該市場具有較大的不確定性，需要新的集成解決方案和高性能扇出型封裝解決方案。

但是，該市場具有很大的市場潛力。

由於扇出型封裝技術具有潛力巨大的「高密度」市場和增長穩定的「核心」市場，該領域的供應鏈預計將在扇出型封裝能力方面投入巨資。

一些廠商已經能夠提供扇出型晶圓級封裝，但還有許多廠商仍處於扇出型封裝平台的開發階段，以期能夠進入扇出型封裝市場，擴大它們的產品組合。

除了台積電之外，STATS ChipPAC（新加坡星科金朋）將利用JCET（江蘇長電科技）的支持進一步投入扇出型封裝技術的開發（2015年初，江蘇長電科技以7.8億美元收購了新加坡星科金朋）；ASE（日月光集團）則和Deca Technologies建立了深入的合作關係（2016年5月，Deca Technologies獲日月光集團6000萬美元投資，日月光集團則獲得Deca Technologies的M系列扇出型晶圓級封裝技術及工藝授權）；Amkor（安靠科技）、 SPIL（矽品科技）及Powertech（力成科技）正瞄準未來的量產而處於扇出型封裝技術的開發階段。

三星看上去似乎有些落後，它正在抉擇如何參與競爭。

扇出型技術的發展歷史

而在市場容量方面，扇出型封裝保持56%的複合年增長率，未來將會給封測廠商帶來廣闊的前景。

扇出型封裝的市場營收預測（按市場類型劃分）

但這個新技術在未來還要面臨很大的挑戰，Amkor中國區總裁周曉陽表示，Fan-out技術在尺寸比較小、比較薄，速度比較快的應用領域，該技術會有很大的需求。

目前的Fan-out成本相對較高，需要在技術上進一步優化。

該技術除了wafer-based之外，還有不少廠商也在做panel-based。

目前，台積電（TSMC）也是Fan-out技術的主要推動者之一，而Amkor和其他主要封測公司也都有各自不同形式的Fan-out獨門技術。

相對來講，目前的Fan-out技術還不是很成熟，其成品率和可靠性還有待於進一步提升。

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