随着人工智能的迅猛发展,封装行业正迎来前所未有的增长机遇。据预测,高端封装市场的收入将在2025年的121亿美元的基础上,至2031年激增至520亿美元,复合年增长率将达到27%。这一增长主要源自电信和基础设施领域的强劲需求,这些领域在人工智能GPU/ASIC封装、HBM集成和 CPO光学引擎方面占据了约70%的市场份额。
同时,互连技术的革命也在快速推进中。到2031年,混合键合技术将超越微凸点技术,占据约58%的收入,推动行业从2.5D架构向3D乃至更融合的“3.5D”架构转型。此外,共封装光学光引擎的市场规模也将从微不足道的起点增长到3.43亿美元,标志着技术创新的快速蓬勃发展。
然而,尽管市场格局相对集中,但变化却如风般迅速。根据预测,前六大封装企业在2025年将占据约97%的市场份额,英特尔和台积电居于领导地位,尤其是台积电,其成长速度备受瞩目。同时,OSAT(外包半导体组装与测试)厂商的增长或将最为迅猛,预示着市场份额即将发生分化。随着人工智能封装需求的极速增长,OSAT厂商的产能逐步超过传统IDM(集成器件制造商)及代工厂,这一现象也为新一代逻辑和光芯片平台的兴起创造了有利条件。 吉祥体育
值得一提的是,封装能力已成为人工智能计算中的新瓶颈。目前,商业模式的分化主要基于技术而非所有权的单一划分。晶圆代工厂主导着高密度硅中介层(2.5D硅中介层)的市场,这些厂商在前端与中端环节占据主导地位,OSAT厂商则仅参与后端组装工作。英特尔拥有完全自主的专有流程,覆盖端到端的生产环节。其EMIB技术的全面实施,使其在行业中始终保持领先的竞争优势。
这种转变为OSAT厂商提供了崭新的发展机遇,尤其是在2.5D超高清FO/RDL和FO硅桥接等领域。代工厂与OSAT厂商的合作,进一步推动了2.5D市场的快速成长。此外,在3D堆叠存储技术领域,尽管制造商掌握着核心技术,组装环节却普遍外包给OSAT厂商,从而形成了一套完整的责任分配体系。
根据Yole的研究,电信和基础设施领域将继续扮演关键角色,至2031年市场规模将突破360亿美元,占封装行业总收入的70%。这是由于对人工智能GPU/ASIC封装、HBM集成以及CPO光学引擎的强大需求推动的。与此同时,移动设备和消费电子市场保持第二大终端市场的地位,主要由苹果、华为及英特尔的客户端CPU不断拉动。而汽车行业则展示出强劲的增长潜力,年复合增长率达到36%,受益于ADAS和高密度计算模块对2.5D和3D封装技术的广泛应用。 吉祥体育
在2021年,采用混合键合技术的3D NAND已经成为收入最高的细分市场,年复合增长率高达22.2%。CoWoS-L的模塑中介层依然是2.5D市场中规模最大且增长最快的部分,年复合增长率达到28.1%,这主要得益于AI GPU和ASIC封装尺寸的不断扩大。在未来几年,预计共封装光学引擎的市场规模将从几乎为零增长至数亿美元,标志着3D集成技术在数据中心光网络中的广泛应用。
在封装技术方面,逻辑、内存以及芯片的3D混合键合技术正分为两条主要发展路径。芯片到晶圆的键合规模庞大,年复合增长率接近65%,这一增长主要依赖于台积电SoIC在AMD 3D V-Cache、苹果M系列SoC以及英伟达Feynman GPU中的实际应用。而晶圆到晶圆的键合虽然规模较小,但其增长速度更快,得益于华为的麒麟移动APU采用了中芯国际的LogicFolding技术。
目前,整个市场环境依然高度集中,前六大企业在2025年将占据约97%的行业收入。台积电作为2.5D供应链的核心,晶圆制造仍由代工厂主导,主要集中在台湾的台南与嘉义。未来,业务拓展将延伸至美国亚利桑那州,而联电等代工厂则作为次要供应商提供中介层。ABF基板依然是上游发展的瓶颈,英特尔在美国运营的IDM专属生产线,其Foveros硅中介层、EMIB及EMIB-T嵌入式硅桥接芯片的生产网络覆盖了里奥兰乔、钱德勒以及希尔斯伯勒,并计划在2026年扩展至马来西亚槟城,以及在韩国的安靠松岛进行首次的OSAT外包实施。 吉祥体育
每一个构建模块都在通过集成技术持续扩展。逻辑和内存通过技术整合不断演进,单片逻辑逐渐让位于更复杂的芯片组和异构集成。与此同时,HBM的堆叠高度也从现在的4-16层提升至16-20层,定制HBM和新兴的HBF技术正在逐渐崭露头角。伴随混合键合技术的成熟,W2W技术已经成熟并得到了广泛应用,而D2W技术也在迅速崛起,推动行业逐步迈出微凸点技术的桎梏。中介层的规模日益扩大,基板正在经历从硅和RDL向更大型玻璃中介层的转变,目的在于降低成本并提高整体效率。