边界消融!代工厂与OSAT业务相互渗透

来源:半导纵横发布时间:2026-10-22 16:37
先进封装
晶圆代工
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双方跨界承接对方原有业务,会催生更多新机会。

代工厂与外包封测厂(OSAT)原本分工清晰,但二者的边界正在逐渐模糊:一方面OSAT开始掌握部分代工厂工艺能力,另一方面代工厂也把一些原先从OSAT手中承接的业务向外回流。蔡司销售负责人Raghu Nayak表示:“我们正处在一个过渡节点,IDM和代工厂在做越来越多原本属于OSAT的业务,而OSAT也在努力向代工厂后端工艺靠拢。”

在先进制程、晶圆前道制造领域,OSAT永远无法和代工厂竞争。但对于尺寸要求相对宽松的后端工艺,OSAT正在补齐相关能力,复刻代工厂的工艺。重叠程度最高的领域是2.5D集成与面板级封装,混合键合工艺后续也可能向这个方向发展。

这种变化同时影响设备与材料环节。Brewer Science首席商务官Poupak Khodabandeh称:“我们看到光刻相关材料和工艺,正从传统晶圆厂向先进封装产线转移。随着先进封装越来越依赖细间距重布线层(RDL),OSAT和封装企业开始采用原本属于晶圆制造体系的材料与工艺流程。”

Silvaco业务拓展副总裁Jack Berg说:“长久以来,行业被分割成设备、前道制造、芯片设计、封装、测试等独立板块。我们需要打通这些环节,让团队依托统一、基于物理原理的数据,更快做出更合理的设计决策,同时提升制造灵活性,后端环节尤其需要。”

过去长期是各司其职。多年来,代工厂与OSAT保持互补关系:代工厂完成硅芯片制造,OSAT负责芯片封装以及成品测试。代工厂依靠大量EDA工具和晶圆设备开展生产;而OSAT早期更多使用源自印刷电路板(PCB)领域的设备。

两大行业趋势打破了原有格局。第一个是先进封装的发展。如今封装早已不只是把芯片贴在基板上、打线、灌注塑封料。基础封装工艺固然仍有技术门槛,但和先进封装的要求完全不是一个量级。Khodabandeh说:“先进封装对光刻的依赖度越来越高。AI、HBM、芯粒架构、异构集成推动行业追求更高互联密度,促使封装厂引入晶圆厂式的图形化工艺。RDL制造就是典型例子,它需要更精密的光刻来实现更微小的线路。”

英特尔代工业务同时布局代工和封装两大板块。Intel Foundry院士Ravi Mahajan提到:“做细间距凸点时,凸点数量相比粗间距会大幅增加。所以企业要解决桥接裸片(例如EMIB)埋置等问题,还要攻克对准精度与设备精度难题。对英特尔而言,这类工作可以在原有的代工或者封装任一环节完成。”

代工厂早已深度布局2.5D封装,而第二个趋势让这件事的难度上升 —— 产能紧缺。代工厂无法满足客户全部芯片订单,只能进行产能优先级分配。部分业务会被舍弃,大多是后端工艺和成熟制程业务,代工厂会优先聚焦自身独有优势的先进硅制程。

OSAT正好承接这部分溢出订单。这类工艺对分辨率要求更低,属于代工厂原有工艺、OSAT也具备适配能力。成熟制程订单可以流向封测厂,而且先进封装所使用的设备本身就和这些老工艺匹配。

虽然业务重叠目前主要集中在成熟工艺,但如果产能紧张持续下去,就连原本由代工厂自行封装(或完成初步封装)的高端技术,也可能向外转移。EV Group业务拓展总监Thomas Uhrmann表示:“产能持续受限的情况下,成熟制程乃至前沿产品的封装业务,都在向OSAT转移。”

三大核心业务

市场变化推动三类封装工艺从代工厂流向OSAT:2.5D封装、面板级封装,未来还会包括混合键合。

类似台积电CoWoS(基板上晶圆上芯片)方案的2.5D封装,是将一颗裸片堆叠在另一颗裸片上方。底层是中介层即为2.5D结构;底层是另一颗有源裸片则属于3D结构。典型流程是:先把已经切割好的上层裸片,贴到尚未划片的下层晶圆上;贴装完成后再对下层晶圆划片,堆叠结构进入后续封装工序。

光子领域是这项技术增长很快的赛道。Amkor芯粒 / FCBGA业务高级总监Gerard John说:“有客户来找我们,希望实现电芯片与光子芯片贴装或者晶圆键合。我们完成模组加工、划片,再贴到基板上。这是我们观察到的新趋势,我们已经可以落地。”

不过这也带来严苛的新要求。John补充:“难度很大,因为晶圆或裸片上还有光学器件,贴装光纤、光学测试都需要主动对准。”

面板尺寸已经做到单边500毫米级别,但缩小规格反而利于产业落地。Uhrmann解释:“不少OSAT早期开发面板级封装产线,主打500毫米大面板。台积电选择310×310毫米面板级封装规格,这个尺寸更接近传统300毫米圆形晶圆设备,让晶圆设备厂商来做高性能材料和分辨率升级,而不是PCB设备厂商向下适配。”

与此同时,部分封测厂已经在做混合键合。但受工艺难度制约,大规模量产依旧以代工厂为主。等混合键合不再是前沿技术、成为标准化方案后,这项工艺同样可能从代工厂转移给OSAT。

投入回报逻辑

代工厂一般已经配套相关工艺设备,OSAT则需要新增资本开支补齐能力。它们采购的不是最尖端设备,OSAT不会引入EUV光刻机,但会添置以往不使用的新型装备。

这类资本投入的投资回报(ROI)前景较好。高回报的首要条件,是市场规模足够大、持续增长。先进封装市场体量已经相当可观,同时支撑AI数据中心等高附加值赛道,回报预期合理。市场调研机构Fortune Business Insights的数据显示,2025年先进封装市场规模突破450亿美元,预计2034年达到1000亿美元,复合年增长率略高于9%。

Uhrmann提到:“仅ASE一家,今年前沿封装业务营收已经超过35亿美元的原定目标,计划2027年把这一规模再翻一倍。”

后端工艺对代工厂的重要性持续提升。当下很多性能提升,依靠的是创新封装技术,而不是更小的晶体管。

Uhrmann分析:“这场性能竞赛主要由AI和高性能计算驱动,相关产品利润率极高,一部分原因就是供给紧张。利润重心正从前道芯片制造,向封装与系统集成转移;系统性能越来越多地来自先进封装、异构集成、3D集成,而不再单纯依靠制程微缩。”所以代工厂倾向留住这块业务,不仅能获得收益,回报周期也通常短于前道先进设备。

OSAT的盈利逻辑不一样。Uhrmann表示:“它们商业模式靠成本竞争力和出货规模,整体毛利率低于代工厂,投资回报高度依赖设备稼动率和长期客户订单。”

代工厂订单爆满,连带OSAT产能也被拉满,有利于投资回本。“这个赛道的瓶颈是设备交期和洁净室空间,而不是订单。在这种环境下,投向2.5D、面板级封装、测试设备的资本,回本速度很快。”但OSAT大多承接产能溢出业务。行情紧张时才有订单,这意味着代工厂在多数周期里更占优势,而OSAT更容易受行业周期波动影响,溢出需求时有时无。

蓄势待发的混合键合

混合键合是另一项可能外溢的技术,目前还没有大规模转移。OSAT已经开始布局,但主导权仍然在代工厂手中;只要先进封装保持垂直整合、由一家供应商搞定全部芯粒的模式,这个格局就会延续。

Uhrmann称:“混合键合目前由代工厂和IDM主导。只要现有头部厂商能承接全部需求,OSAT没有动力大额投入。”

但异构集成会把来自不同工艺、不同供应商的裸片整合在一起,比如内存芯片和光子芯片,届时OSAT参与这项业务的价值会凸显,也需要继续采购设备。

“我们判断混合键合会走和CoWoS相同的路线:最先在代工厂落地;当需求超过代工厂产能、工艺成熟后,再向外拓展到OSAT,形成第二供应链。”Uhrmann说道。

整体来看,OSAT设备采购节奏很快,除了承接新工艺,也在单纯扩充产能。Amkor就在亚利桑那新建工厂。设备采购规模持续上涨:ASE投入34亿美元采购设备,将2026年资本开支预算上调27%;根据Seeking Alpha信息,年中ASE再度追加15亿美元资本支出,其中6亿美元用于设备采购。

说到底,双方跨界承接对方原有业务,会催生更多新机会。三菱化学半导体业务全球市场与业务拓展高级总监Sanjiv Bhatt表示:“跨界布局能帮助我们理解这些全新芯片架构。但这要求我们和设备厂商等所有产业链伙伴协同,共同解决新材料、新设备的导入问题。”

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