先进封装推动代工厂与 OSAT 业务边界日渐重叠

要点速览：

代工厂一直在为先进封装承担后道工序。如今封测厂（OSAT）也开始接手这些工作。
这尤其影响了采用新设备和新材料的 2.5D 和面板级组装。
混合键合目前主要是代工厂的业务，但将来很可能也会转移到封测厂。

代工厂与外包封装测试（OSAT）厂商传统上各守其道，但随着封测厂获得部分代工能力，而代工厂也开始归还一些从封测厂接手的业务，这条界线正日益模糊。

“我们正处于一个过渡节点：IDM 和代工厂正在做更多封测厂能做的事，而封测厂也在努力向后道工序上更接近代工厂的水平，”蔡司（Zeiss）销售负责人 Raghu Nayak 表示。

封测厂永远无法在先进制程节点和前道晶圆制造上与代工厂竞争。但对于尺寸要求不那么苛刻的后道工序，封测厂正在获得能够复制代工厂能力的技术。最大的重叠领域是 2.5D 集成和面板级组装，混合键合很可能也会转移到那里。

这一变化也影响到设备和材料。“我们看到与光刻相关的材料和工艺正在从传统晶圆厂迁移到先进封装环境中，”Brewer Science 首席商务官 Poupak Khodabandeh 表示，“随着先进封装日益依赖细间距重布线层（RDL），封测厂和封装企业正在使用历史上属于晶圆制造的材料和工艺流程。”

“这个行业传统上在设备、前道制造、设计、封装和测试等环节各自为政，”Silvaco 业务发展副总裁 Jack Berg 表示，“我们需要把这些学科连接起来，让团队能够利用共享的、基于物理规律的洞察做出更快、更明智的设计决策，同时提供更大的制造灵活性——尤其是在后道工序。”

过去是“各管各的”
多年来，代工厂和封测厂一直分工互补。代工厂制造硅芯片，而封测厂将芯片装入外壳并测试最终产品。一系列庞大的 EDA 工具和晶圆厂设备使代工厂的工作成为可能，而封测厂更多使用源自印刷电路板（PCB）领域的工具。

两大行业趋势正在挑战这一现状。第一个是先进封装的发展。仅仅把芯片贴到基板上、打线、再灌上塑封料已经远远不够了。这并不是说做好这些基础工作不需要功夫，而是它们与先进封装的要求截然不同。

“先进封装正变得越来越依赖光刻，”Khodabandeh 说，“行业对 AI、HBM、小芯片（chiplet）架构和异构集成的更高互连密度的追求，正推动封装厂采用晶圆厂式的图案化工艺。RDL 制造就是一个很好的例子，它需要越来越精密的光刻技术来制作更细小的特征。”

Intel 代工两头兼顾，同时具备代工和封装能力。Intel 代工研究员 Ravi Mahajan 表示：“当你做细间距凸点时，与粗间距相比，凸点数量会大幅增加。所以你必须想办法解决诸如嵌入 [EMIB 等桥接裸片] 之类的问题，还要解决对准和设备精度问题。”对他们来说，划分的两侧都可以尝试这些技术。

代工厂一直深度参与 2.5D 封装，但第二个行业趋势正让这件事变得更难——产能不足。代工厂无法生产客户想要的全部芯片，因此他们在做优先级排序和产能分配。这可能意味着放弃一些原本会承接的业务，很可能是在后端和成熟工艺上，因为代工厂将专注于它们独有的先进节点硅工艺。

OSAT（封测厂）随时准备接手这些工艺。这些是低分辨率工艺，历来由代工厂采用，但 OSAT 也具备相应能力。成熟节点的生产可以外溢到封装厂，尤其是因为先进封装所需的设备与那些较老技术一致。

尽管这种重叠主要影响较老的工艺，但随着限制持续，即使是代工厂通常自己封装（或完成第一步封装）的更先进技术，也可能被转包出去。EV Group 业务发展总监 Thomas Uhrmann 表示：“随着产能进一步受限，成熟节点和前沿产品都在转向 OSAT 封装。”

三大主要任务
这些市场动态推动三大主要组装相关工艺从代工厂转向 OSAT：2.5D 封装、面板级封装，以及最终的混合键合。

类似台积电 CoWoS（基板上晶圆上芯片）的 2.5D 封装涉及把一个裸片安装到另一个裸片之上。当基底是转接板时，这是 2.5D；当它是另一个有源裸片时，就成了 3D。典型工艺是将已切割的顶部裸片放置在尚未切割的晶圆上的底部裸片上。顶部裸片就位后，底部晶圆即可切割，堆叠结构随后进入封装。

光子学是一个需要这项技术且快速增长的应用领域。Amkor 芯片组/FCBGA 事业部高级总监 Gerard John 表示：“客户来找我们，问我们能否做电裸片与光子裸片或晶圆的贴合。我们把这个模块切割出来，然后贴装到基板上。这是我们正在看到的新趋势，而我们能够做到。”

不过，这可能带来一些严苛的新要求。“这是一个很大的挑战，因为现在涉及晶圆或裸片的光学面，”John 补充道，这需要主动对准来连接光纤并进行测试。

与此同时，面板尺寸已增长到每边约 500 mm，但转向更小的尺寸反而带来了帮助。Uhrmann 解释道：“几家 OSAT 早已有面板级封装的试产线，主要面向 500 mm 尺寸的大面板。台积电决定采用 310 × 310 mm² 的面板级封装，这一规格更接近传统的 300 mm 圆晶圆工艺设备，使得传统晶圆设备制造商能够针对高性能材料和分辨率进行扩展，而不是由 PCB 设备制造商向下缩减。”

与此同时，一些封装厂已经开始进行混合键合。但就大规模生产而言，这在很大程度上仍是晶圆代工厂的任务，原因在于该工艺所带来的挑战。随着混合键合不再新奇并成为标准工艺，它将成为晶圆代工厂可以转交给封装测试（OSAT）厂商的另一项任务。

你是如何为此买单的？
晶圆代工厂通常已经拥有这些工艺所需的设备，而 OSAT 厂商则必须投资以匹配这些能力。他们购买的并非最尖端的设备（在 OSAT 厂商那里你不会找到 EUV），但他们正在配置一些自己传统上未曾使用过的工具。

这些资本采购的投资回报率（ROI）前景看起来非常好。良好 ROI 的首要条件是一个规模可观且不断增长的市场。先进封装如今已经足够普及（同时还支撑着数据中心 AI 等高收入市场），足以保证合理的回报。Fortune Business Insights 称，2025 年先进封装市场规模已超过 450 亿美元，预计到 2034 年将达到 1000 亿美元，复合年增长率（CAGR）略高于 9%。

“仅看 ASE 一家，该公司今年已经完成了其 35 亿美元的先进封装目标，并预计在 2027 年将这一数字翻倍，”Uhrmann 指出。

后道工艺对晶圆代工厂来说正变得越来越重要。所追求的性能优势很大程度上来自创新的封装技术，而不是更小的晶体管。

“这场性能竞赛主要由 AI 和高性能计算驱动，这些领域的利润率异常高，部分原因是供应受限，”Uhrmann 观察到，“利润率正从前端芯片制造转向封装和系统集成，因为如今系统性能中越来越大的份额来自先进封装、异构集成和 3D 集成，而不是仅仅来自制程微缩。”

因此，晶圆代工厂通常会希望留住这部分业务。不仅因为有投资回报，而且这个回报很可能比来自先进前端设备的回报来得更快。

OSAT 厂商的经济模式则不同。“他们的商业模式基于成本竞争力和产量，利润率在结构上低于晶圆代工厂，这使得 ROI 高度依赖于产能利用率和长期客户承诺，”Uhrmann 说。

由于晶圆代工厂订单超额，OSAT 厂商的产能也处于满载状态，这有利于 ROI。“该行业受到的是设备交付周期和无尘车间空间的限制，而不是订单的限制，”Uhrmann 说，“在这种环境下，对 2.5D、面板级和测试设备的投资能够快速收回成本。”

但如果 OSAT 厂商主要是在市场紧张时承担溢出角色，那么晶圆代工厂在大多数情况下都能处于赢家的位置，而 OSAT 厂商则可能随着溢出需求的来去，更容易受经济周期的影响。

蓄势待发
混合键合是又一项可能溢出的技术，但尚未实现大规模溢出。OSAT 厂商正在加入这场竞争，但晶圆代工厂仍然占据主导地位，而且只要先进封装仍以垂直方式管理、由一家公司采购所有芯粒，这种情况就可能持续下去。

“混合键合是一项由晶圆代工厂和 IDM 主导的技术，”Uhrmann 解释道，“只要现有供应商能够满足需求，OSAT 厂商就没有投资的必要。”

但当异构集成开始把来自不同技术、不同来源的不同裸片——比如存储器和光子学——整合在一起时，OSAT 参与这项业务可能就更有意义了。这将需要更多的设备采购。

“我们预计混合键合将沿着与 CoWoS 相同的路径发展：采用始于代工厂，一旦需求超过代工厂产能且工艺成熟，就会扩展到 OSAT 作为第二供应来源，”Uhrmann 说。

总而言之，OSAT 正在以稳健的速度采购设备，不仅是为了承接新工艺，也单纯是为了增加产能。例如，Amkor 正在亚利桑那州投资建设一座新工厂。而且采购还在增加。据 Seeking Alpha 报道，ASE 在设备上花费了 34 亿美元，并将 2026 年预算提高了 27%。即便如此，年中它又将资本支出额外提高了 15 亿美元，其中 6 亿美元用于设备。

归根结底，让各方去做对方过去做的事情，可能会带来新的业务。“这为我们理解这些新架构创造了更多机会，”Mitsubishi Chemical 半导体业务全球营销与业务发展高级总监 Sanjiv Bhatt 说，“但这要求我们与包括工具制造商在内的所有利益相关者合作，探讨他们将如何整合这些新材料和工具。”

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