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外包半导体封装和测试厂商和代工厂开始加快推出新技术，并对主流的多器件架构进行投资。
随着各路厂商加速上马可以成为下一代浪潮的 2.5D/3D 封装技术、高密度扇出型封装和其它先进技术，先进 IC 封装市场正在演变成为一个高风险、高竞争性的战场。
过去有一段时间，外包半导体封装测试（OSAT）厂商们主导并处理客户的芯片封装要求。随着几年前台积电进入先进封装市场，这种局面开始发生了改变。随后，另外两家代工企业 - 英特尔和三星 - 也宣布计划进军先进封装业务。这些举动让这三家代工厂处于了与 OSAT 直接竞争的位置，当然并不是所有的代工厂都卷入了芯片封装市场的厮杀。
虽然时间不长，但是有些代工厂已经拿下了不可小觑的部分业务。比如，据 Yole Développement 公司报道，台积电正在基于 16 纳米 finFET 工艺为苹果代工生产用在新款 iPhone 7 上的 A10 应用处理器。该研究机构声称，苹果公司的 A10 是采用台积电的集成扇出型（InFO）技术封装的。
现在，台积电正在开发第二代扇出型封装，并在先进封装领域投资了大约 10 亿美金巨资。英特尔也表示，它在封装技术上的研发支出超过了两个最大的外包半导体封装和测试厂商的支出总和。
为了应对代工厂的入侵和其它变化，作为合并资源及研发活动的举措之一，几家 OSAT 厂商正在抱团自救。比如，世界上最大的 OSAT 厂商日月光半导体制造股份有限公司（ASE）计划与一个大的竞争对手合并，并且正在投资另外一家公司。
封装测试领域的版图变化对客户们也带来了一些挑战。首先，许多芯片制造商和 OEM 厂商仍在为其未来的产品评估各种下一代封装类型。要找到合适的解决方案并非易事，而且十分复杂。
此外，客户们需要为其先进封装需求选择合适的供应商，客户可以通过以下几个途径满足封装需求：
1、来自代工厂的交钥匙服务。这种服务包括从前端制造到 IC 封装和测试的所有工作。
2、一家 OSAT 厂商。
3、代工厂和 OSAT 的组合。
那么，哪种方式最好呢？答案要视需求而定。每种方式都各自有一些优点和缺点。比如，在交钥匙方案中，代工厂管理供应链和生产流程，从而能针对客户控制成本和产量，虽然针对性强，但是灵活性不足，而且也通常会阻止客户与他们中意的 OSAT 伙伴合作。
最终，决定要归结于几个因素。“市场将决定哪家客户怎么做。”Gartner 公司的分析师 Jim Walker 说。“这一切都可以归结到成本上。”
还有其他的一些考虑因素。比如，据最新统计，目前有十几家公司正在开发扇出型封装，但是长期来看，目前尚不清楚是不是所有的供应商都能取得成功。“由于这是一个新兴的市场，所有现在有足够的空间容纳所有这些公司，直到市场成熟，大浪淘沙。”Walker 说。
什么是先进封装？
那么多 OSAT 厂商和代工厂都在追逐先进封装技术，是有足够充分的理由的 - 这个市场目前很火。事实上，一些代工厂都在寻找新的经济增长点，以应对 IC 产业的增速放缓，封装业务展现出新的而且巨大的机会。
据 Yole 预计，总体而言，到 2020 年，先进封装市场将由 2014 年的 202 亿美金增长到 300 亿美金。倒装芯片封装仍然是该业务领域中最大的市场，但扇出型封装的增长速度最快。根据 Yole 的测算，到 2020 年，扇出型封装市场将由 2015 年的 2.44 亿美金增长到 24 亿美金。
先进封装发展动力十足的原因有好几个。简单来说，芯片制造商希望能给在更小的封装内集成更加强劲的性能。“现在，关于将如何实施一款芯片有若干个考虑因素，”联电业务管理副总裁 Walter Ng 说。“和许多其它考虑因素相比，封装是非常靠前的决策。因为它肯定会影响总体成本和性能。”
比如，智能手机之前都采用被称为层叠封装（PoP）的封装技术。它在一个球栅阵列（BGA）封装内实施了倒装芯片互联技术。PoP 将两个或更多的硅片上下叠在一起。存储器层在上面，而应用处理器或者基带硅片放在最下面。
智能手机现在依然在使用 PoP 技术，但是当厚度缩放到 0.5mm 到 0.4mm 之后，这种技术就后继乏力了。 “PoP 也开始在带宽和功耗方面表现出一些局限。”台积电集成互联和封装技术的高级主管 Doug Yu 说道。
为了取代目前的 PoP 封装技术，OSAT 厂商和几个代工厂一直致力于新的竞争性技术上。
其中一项技术被称为扇出型晶圆级封装。晶圆级封装指的是在芯片仍然在晶圆上时便对其进行封装，这种方式能够实现更小的封装。
晶圆级封装包括两项基本技术：芯片级封装（CSP）和扇出。CSP 是一种扇入技术，其中，I/O 都位于封装内的焊球上。不过，当 I/0 数量达到 200，外形尺寸达到 0.6mm 之后，扇入技术就行不大通了。
在扇出型封装中，不同的硅片层都嵌入到一种环氧树脂材料中，根据 Deca Technologies 的说法，“管脚通过重分布层（RDL）‘扇出’互联到焊球上，”从而能够处理更多的 I/O。
“对扇出型封装来说，市场机会覆盖从低管脚数的小芯片到像 FPGA 这类很高管脚数的器件”，扇出型封装技术专家 Deca 销售及营销副总裁 Garry Pycroft 表示。“我们也在多芯片解决方案方面发现了很多机会，特别是随着各家公司寻求以不同的晶圆技术划分他们的 SoC 的模拟和数字模块，以取得最有效的实现时。”
事实上，扇出型封装为客户提供了多种选择。比如，它可以使得先进工艺的芯片裸片和落后工艺的芯片裸片封装在一起。
或者，不用走 SoC 设计的传统套路，扇出型技术可以实现对现有芯片的高度集成的系统级封装，“这绝对是个值得考虑的因素，因为现在 SoC 集成的一次性工程费用太高，而且上市时间太长，”Gartner 的 Walker 说。“扇出技术能够满足许多物联网应用的各种产量需求。”
不过，客户们依然面临一些复杂的选择。基本上，现在有三种主要类型的高密度扇出技术：先做硅片 / 倒装、先做硅片 / 正装以及后做硅片，第三种有时候被称为先做重新分布层。
“先做硅片，是指在创建重新分布层（RDL）之前先把裸片贴装到一个临时性或永久性的材料结构上，RDL 会从裸片延伸到 BGA/LGA 接口上，”Amkor 全球研发副总裁 Ron Huemoeller 说。“相反的方式则是先制作 RDL 层，然后再放上硅片。”
第一波弄潮的扇出型封装被称为嵌入式晶圆级球栅阵列（eWLB），采用的是先做芯片 / 倒装方式。一般来讲，这种封装的密度较低，线宽 / 间距特征尺寸大约为 10μ。
如今，ASE、JCET/STATS、Namium 和其它公司正在追逐基于先做硅片 / 倒装方式的第二代扇出型封装技术。这种技术也称为 eWLB，用于更细间距的封装。它非常适合更小的芯片尺寸、更低的 I/O 数量和更少的 RDL 层。
同时，台积电和 Deca 则分别寻求先做硅片 / 正装方案的技术突破。台积电的先做芯片技术支持更多的 I/O、3 层以上的 RDL 和 2μ的线宽 / 间距。
Amkor 则在追踪先做硅片 - 倒装方案。“这种方案用在需要结合存储器和其它裸片的应用处理器上，”Huemoeller 说。“它可以部署三层以上的 RDL，支持的正方形芯片尺寸能达到 20mm。”
现下，苹果公司是使用高密度扇出型封装技术的第一批客户之一，但是因为这种技术相对来说还很贵，所以很多其它 OEM 厂商采用了等等看的做法。“即便对于第二梯队的 OEM 厂商而言，传统的 eWLB 型扇出技术也具备成本优势，”Huemoeller 说。“如果性能提升足够大，二级 OEM 厂商愿意支付一点溢价，尝试这种先进封装技术。然而，相比较于标准产品技术，这类厂商能够支付的溢价相当有限。”
还有一些其它的问题。比如，对于某个特定的扇出型封装，OEM 厂商希望有第二个备选供应商。问题在于，现在扇出型封装技术缺乏标准，所以 OEM 厂商需要从供应商那里协商专有的解决方案。
除了扇出型封装技术之外，其它高端封装市场也正在走热。在这些市场中，有一种使用内插器和硅通孔的 2.5D 堆叠硅片。现在，这种技术在 FPGA、图形芯片和存储器器件上获得了相当大的吸引力。
此外，英特尔目前正在推动一种被称为嵌入式多硅片互联桥（EMIB）的技术。“EMIB 的真正核心优势在于，它只需要硅片边缘的很少一点硅就可以在器件封装内将多个硅片互联到一起。”英特尔处理器架构主管和高级合伙人 Mark Bohr 说。“与 2.5D 中的内插器相比，内插器需要大量的硅，所以也更加昂贵。”
和代工厂一起
选择合适的技术还只是挑战的一部分，供应商的选择也是一个大难题，特别是需要在代工厂或者 OSAT 厂商之间进行抉择时。
一般来讲，在这个领域中存在两种类型的代工厂。第一类代工厂并不直接介入封装市场的竞争，它们与 OSAT 厂商是合作关系。但是很多这类代工厂也具备有限的封装制作能力，比如进行内插器的开发和 TSV 的构造。
第二类代工厂则开发并销售自己的封装类型，并且可以提供交钥匙服务。他们也会根据产品类型，和 OSAT 厂商合作。
这种全能型代工厂提供的服务相当全面，但是和 OSAT 相比，他们的运营成本结构也有所不同。“这些代工厂们习惯了 40%-45%的毛利率，有时甚至会达到 50%。”Gartner 的 Walker 说。“而 OSAT 厂商则习惯了 20%-25%的毛利率，所以代工厂们必须接受在同样的封装操作下，获得这么低的毛利率。”
不过，代工厂可以抵消封装过程产生的一部分费用。通过提供前端制造服务，他们可以在后端封装服务上获取额外的一些利润。
当然，选择代工厂需要做出一些妥协。“在大多数情况下，当您使用代工厂时，他们是您唯一的供应商，”Walker 说。与此相反，对于某个特定的封装，芯片制造商则倾向于使用两到三家 OSAT 厂商。
同时，每家代工厂都有不同的策略。比如，台积电在其 2.5D 和扇出型封装上提供交钥匙服务。台积电的 Yu 表示，在交钥匙服务中，台积电向客户提供完整的方案。
而英特尔同样提供交钥匙服务，但是它依然会与 OSAT 厂商合作。“我们不会对业务强加任何人为的限制，”英特尔工艺和制造事业部副总裁和定制代工厂联合总经理 Zane Ball 说。“一般情况下，一旦客户看到了我们的封装和测试能力，往往会在这方面和我们进行合作，这也经常会成为合作的亮点。”
另外一家代工厂三星公司则采用不同的策略。“我们不会孤立 OSAT 厂商，”三星公司代工营销部门高级主管 Kelvin Low 表示。“我们不认为孤立 OSAT 厂商是个好主意。我们觉得，围绕代工业务建立一个健康的生态系统依然非常重要。”
像英特尔和台积电一样，三星也提供交钥匙服务。“我们有客户需要交钥匙服务，”Low 说。“对于我们来说，这种方式更像是一个协调者，如何交付这些服务由我们来定。”
虽然在许多情况下，三星也会主动与客户在封装上展开讨论，甚至可能会将封装生产爬产到一定的产能。但在大多数情况下，三星不希望卷入大批量封装的生产。它喜欢把大批量封装的业务交给 OSAT 厂商。
“我们没有改变战略。和 ASE、Amkor 以及其它公司合作是非常重要的，“Low 说。“我们很难制造一切。这是不切实际的。”
其它厂商也有不同的策略。比如，美光销售一种被称为混合存储立方体（HMC）的 3D DRAM 产品。在该产品的生产过程中，格罗方德处理 TSV 构造过程和一些其它步骤。
格罗方德同样会基于研发目的开发内插器，但是它并不开发用于商业市场的芯片封装，也不愿意与 OSAT 厂商竞争。“我们和 OSAT 厂商合作，”格罗方德首席技术官 Gary Patton 称。
联电也提供前端 TSV 制造服务，但是它也不从事封装业务，而是选择与 OSAT 厂商合作。“大公司和小公司通常都想要灵活性，”联电的 Ng 说。“他们想要选择方案的灵活性，他们不想被告知称：‘这就是方案，拿走吧，回去吧’。所以我们的策略是继续和生态系统内的合作伙伴们一道合作，我们希望支持那些伙伴，我们不想把他们挤走。”
与 OSAT 厂商合作
在先进封装领域，像代工厂一样，选择 OSAT 厂商也是好坏并存。OSAT 厂商可能有一部分技术能力，但不会是全部。不过，与代工厂不同的是，OSAT 更加灵活，而且能够处理大量的产品混合。“OSAT 被建来处理产品切换、设备复用和市场重新定位，”Amkor 的 Huemoeller 说。“OSAT 有能力从多个代工厂那里接收各种硅片，然后封装出最终的产品，对于 SiP 封装而言这是至关重要的。”
不过，客户必须密切关注 OSAT 厂商的动态。随着时间的推移，越来越少的 OSAT 厂商能够承担得起在主流和先进封装技术上同时进行的必要投资，能够分配到研发支出上的资金毕竟有限。
出于这样和那样的原因，OSAT 厂商们正在展开合并活动。“合并对客户们是有利的，”日月光的首席运营官 Tien Wu 在最近的一次采访中表示。“如果这个行业的玩家能够合并，那将会带来更多的研发支出。”
例证：日月光最近宣布计划与世界第三大 OSAT 厂商矽品精密工业（SPIL）合并。根据计划，日月光和 SPIL 将成立一家股份制公司，日月光和 SPIL 将成为这家公司的子公司。通过这样的安排，这两家公司希望能够集中资源。这笔交易目前仍未敲定。
而且，在今年年初，日月光就投资了 Deca 6000 万美金，这是赛普拉斯半导体公司的一家子公司。日月光将在其位于中国台湾的生产工厂内应用 Deca 的扇出技术。除了 Deca 技术之外，ASE 还在研发另外大约五种扇出封装类型。SPIL 至少在研发三种。
与此同时，多个扇出型封装技术也在展开竞争，但是问题在于市场空间是否足够大，能够容下所有的技术。
“这将成为一个普遍存在的技术，并将蚕食现有倒装芯片封装市场的大部分份额，”Deca 的 Pycroft 说。“市场将会分裂，一些公司将专注于某一特定板块的扇出解决方案。市场潜力巨大，可以容纳十几家公司。”
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