2.5D/3D TSV和晶圆级堆叠技术和市场报告（2019年版）

简介：

2.5D异质和3D晶圆级堆叠正重塑封装产业。华进拥有成熟先进的TSV技术，欢迎咨询合作。

随着摩尔定律放缓，为满足大趋势的严格指标，市场开拓了新的解决方案。在封装领域，许多半导体厂商倾向于采用2.5D和3D堆叠技术，其实TSV就是最早的堆叠技术。随着多年的研发和对MEMS的关注，这个技术最终进入许多应用领域。如今，2.5D和3D堆叠是唯一可以满足如AI、数据中心等应用需求的封装方案。堆叠技术被应用于高、中、低端市场的各种硬件，包括3D堆叠存储、图形处理单元（GPU）、现场可编程门阵列（FPGA）和CMOS图像传感器（CIS）等。

高带宽存储(HBM)和CIS等硬件占据了TSV的主要收入。预计2023年堆叠技术市场整体收入将超过55亿美元，复合年增长率27%。现今，消费市场是******的细分市场，市场份额超65%。但这并不说明消费电子是这些技术的驱动因素。事实上，高性能计算（HPC）才是堆叠技术的真正驱动力，并呈现最快发展速度，预计市场份额将从2018年的20%迅速增长至2023年的40%。从封装收入来看，这相当于2018年收入的6倍以上。因此，消费市场份额将减少。其他市场，如汽车、医疗、工业仍将维持现有市场份额。

 

2018年-2023年堆叠技术在各细分市场的预估收入

考虑到堆叠技术竞争主要集中在TSV和“无TSV”（TSV-less）技术，Yole将在此份报告中分析这两种技术。 

在现今的高端市场，市场上最热门的2.5D和3D集成技术就是3D堆叠存储TSV和异质堆叠TSV转接板。Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWos)技术已经广泛应用于HPC领域，新的TSV技术将于2019年上市，如来自Intel的Foveros，基于有源TSV转接板和3D SoC技术，还可能采用混合键合和TSV互连技术。从Foveros这一技术可以看出，尽管TSV面临“无TSV”技术的挑战，但厂商仍对它有信心。

我们不能忽视“无TSV”技术的问世。这些创新可以分为两类：带基板型（with substrate）和埋入基板型（embedded in substrate）。埋入式多芯片互连桥接(EMIB)是已经商业化的埋入基板型技术，其硅桥深埋于基板。其他基板技术目前仍在开发尚未上市，如集成薄膜高密度有机封装(I-THOP)和倒装-埋入式转接板技术(FC-EIC).

基板技术作为TSV的替代方案，如基板上集成扇出型封装（InFO），广泛用于苹果（Apple）处理器。此外，RDL转接板技术目前仍在开发，将于2020年上市。值得注意的是于2016年开发并商业化的基板扇出型芯片（FOCoS）技术，目前订单并不多。

混合键合可以桥接“TSV”技术和“无TSV”技术，对于TSV而言，混合键合亦敌亦友。自2016年普遍运用至智能手机CIS，这项技术将于不久将来进入高端市场，成为存储和2.5D的互连解决方案。 

 

各类厂商都想从不断增长的55亿美元堆叠市场分一杯羹。目前，四类企业将参与竞争：代工厂、整合元件制造商、封测厂商和IP厂商。

因为有生产转接板的能力，像台积电、联华电子、格芯半导体等晶圆代工厂将主导TSV异质堆叠技术。英特尔，凭借Foveros技术，是唯一尝试竞争的整合元件制造商。3D堆叠存储市场的竞争集中在三大整合元件制造商，三星、海力士和美光，并将继续统治堆叠存储市场。同时，3D SoC作为一种代工厂技术，很可能只有一家代工厂会生产，以确保高良率并控制风险。在这方面，台积电的上市时间将领先于格芯。

对于无TSV技术的市场竞争，将更集中于代工厂、整合元件制造商、封测厂商和基板厂商之间。三星、英特尔、台积电等厂商都开展了TSV技术和无TSV技术的研发。2016年，封测厂日月光推出了FOCoS技术，而安靠等其他厂商也开发了其他合适的技术，但仍在等订单。 

至于神钢、欣兴电子和最近的富士通Interconnect等基板厂商仍处于开发阶段。IP厂商Xperi的混合键合技术，介于TSV技术和无TSV技术之间，预计将对市场产生积极影响。Xperi的其他优势在于该技术可以兼容高端市场和中低端市场。

考虑到封测厂商获取订单较困难，代工厂、整合元件制造商和IP厂商在堆叠技术市场占有优势。

 

堆叠技术和厂商综述

阐述半导体市场变化对封装技术的影响

概述三种堆叠技术：TSV、3D SoP和混合键合

综述堆叠技术市场、市场数据和预测

描述采用堆叠技术的的硬件及关键应用

列举堆叠技术的主要供应商和供应链

介绍可能挑战堆叠技术的最新解决方案

预测堆叠技术应用领域

 

两大主要细分市场：高端市场：HPC、网络、AR、VR、MR等；中低端市场：CIS、MEMS、LED

半导体市场变化和对堆叠技术的影响

TSV在HPC和网络硬件的应用

即将于2019年上市的3D SoC技术

混合键合/堆叠技术：市场、应用、预测和供应商

CIS领域的堆叠技术预测

挑战2.5D TSV转接板的技术

Alchip, Aledia, Alibaba, Amazon, AMD, Amkor, AMS, ANPEC, Apple, ASE, ASUS, Atos, Audi,, Avago, Baidu, Bosch, Bitmain, BitFury, Broadcom, Canaan, Carsem, Cisco, Cray, DARPA, EBANG,, EMmicroelectronic, EPworks, Facebook, Faraday, Fingerprints, Foxconn, Fraunhofer, Fujitsu,, Gigabyte, GlobalFoundries, Google, GUC, HalongMining, HLMC, HP, Huatian, Huawei, Ibiden, IBM,, Icsens, IMEC, Inari Technology, Infineon, Innosilicon, Intel, InvenSense, JCET STATS ChipPAC, Juniper,, Lenovo, Leti, Lfoundry, LGinnotek, mCube, Melexis, Memsic, Mercedes-Benz, Micralyne, Micron, Microsoft, NEC, Nokia, Nvidia, NXP, Omnivision, ON Semiconductor, OpenSilicon, Osram, PTI,, Samsung, SensL, Shinko, SK Hynix, SMIC, Sony, SPIL, STMicroelectronics, Tencent, TF, Toshiba,, TPK, TSMC, UMC, Unimicron, Xfab, Xilinx, Xintek, XMC, Xperi, YMTC, and more…

 

如需购买报告，请联系华进战略部：0510-66679351；

以上图文译自Yole Développement的2.5D / 3D TSV & Wafer-Level Stacking: Technology & Market Updates 2019，原文请参考：

（战略部）