存儲(chǔ)器行業(yè)正處于強(qiáng)勁增長(zhǎng)的階段。Yole在其《2017年存儲(chǔ)器封裝市場(chǎng)與技術(shù)》報(bào)告中預(yù)計(jì)，2016~2022年整個(gè)存儲(chǔ)器市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率約為9%，到2022將達(dá)到1350億美元，DRAM和NAND市場(chǎng)份額合計(jì)約占95%。此外，供需失衡正推動(dòng)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體芯片價(jià)格上漲，導(dǎo)致存儲(chǔ)器IDM廠(chǎng)商獲得創(chuàng)紀(jì)錄的利潤(rùn)!
存儲(chǔ)器的需求來(lái)自各行各業(yè)，特別是移動(dòng)和計(jì)算(主要是服務(wù)器)市場(chǎng)。平均而言，每部智能手機(jī)的DRAM內(nèi)存容量將增長(zhǎng)三倍以上，預(yù)計(jì)到2022年將到6GB左右，而每部智能手機(jī)的NAND存儲(chǔ)器容量將增加5倍以上，預(yù)計(jì)到2022年將達(dá)到150GB以上。對(duì)于服務(wù)器來(lái)說(shuō)，預(yù)計(jì)到2022年DRAM存儲(chǔ)器容量將達(dá)到0.5TB以上，企業(yè)級(jí)市場(chǎng)SSD的NAND存儲(chǔ)器容量將高達(dá)5TB以上。這些市場(chǎng)的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力來(lái)自深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)、AR/VR和自動(dòng)駕駛。
智能手機(jī)和服務(wù)器的DRAM和NAND容量需求
通常使用低密度(low-MB)存儲(chǔ)器的汽車(chē)市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)以自動(dòng)駕駛和車(chē)載信息娛樂(lè)為主導(dǎo)的DRAM內(nèi)存的采用。此外，NOR閃存市場(chǎng)正在復(fù)蘇，預(yù)計(jì)將以驚人的16%復(fù)合年增長(zhǎng)率成長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2022年將達(dá)到44億美元，主要原因是其在如AMOLED顯示器、觸摸顯示驅(qū)動(dòng)器IC和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新領(lǐng)域的應(yīng)用。
在供應(yīng)端方面，因?yàn)楣?yīng)商的整合和技術(shù)挑戰(zhàn)造成先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的推行較難，并且從2D轉(zhuǎn)移到3D NAND的過(guò)程中需要大量投資，所以導(dǎo)致DRAM和NAND存儲(chǔ)器供應(yīng)的短缺。DRAM廠(chǎng)商希望維持較高的產(chǎn)品售價(jià)和盈利能力，以合理化他們?cè)谙冗M(jìn)節(jié)點(diǎn)遷移方面的巨額資本支出，因此傾向不會(huì)增加產(chǎn)能。
存儲(chǔ)器芯片使用多種封裝技術(shù)，從引線(xiàn)框架到硅通孔(TSV)
存儲(chǔ)器芯片的封裝有多種選擇，包括從引腳數(shù)少、外形小的SOP封裝到引腳數(shù)多的硅通孔(TSV)等各種封裝技術(shù)，而這些技術(shù)的選擇取決于密度、性能和成本等產(chǎn)品要求。Yole分析確定了五個(gè)核心存儲(chǔ)器芯片封裝平臺(tái)：引線(xiàn)框架、引線(xiàn)鍵合BGA、倒裝芯片BGA、晶圓級(jí)芯片尺寸封裝(WLCSP)、硅通孔(TSV)。每種技術(shù)都包括許多不同的變化形式，并擁有不同的術(shù)語(yǔ)。我們預(yù)計(jì)2016~2022年整個(gè)存儲(chǔ)器芯片封裝市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為4.6%，2022年將超過(guò)250億美元。
存儲(chǔ)器芯片的封裝類(lèi)型
2016年，引線(xiàn)鍵合BGA占據(jù)存儲(chǔ)器芯片封裝市場(chǎng)的80%以上份額。同樣是在2016年，倒裝芯片BGA開(kāi)始進(jìn)入DRAM存儲(chǔ)器芯片封裝市場(chǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)五年將以20%的復(fù)合年增長(zhǎng)率成長(zhǎng)，將占據(jù)整個(gè)存儲(chǔ)器芯片封裝市場(chǎng)的10%左右市場(chǎng)份額。隨著高帶寬需求的推動(dòng)，DRAM PC/服務(wù)器領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多，推動(dòng)了倒裝芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng)。三星電子(Samsung)已經(jīng)將其90%以上的DRAM芯片封裝轉(zhuǎn)換為倒裝芯片，SK海力士也開(kāi)始轉(zhuǎn)型，其它廠(chǎng)商未來(lái)也都將逐步采用倒裝芯片。事實(shí)上，我們相信所有用于PC/服務(wù)器的DDR5存儲(chǔ)器最終都將使用倒裝芯片。
由于高帶寬和存儲(chǔ)器芯片對(duì)各種應(yīng)用中的高性能計(jì)算的低延遲需求，硅通孔(TSV)正被用于高帶寬存儲(chǔ)器芯片中。2016年硅通孔(TSV)市場(chǎng)在存儲(chǔ)器芯片封裝市場(chǎng)中的份額不到1%，但是未來(lái)五年的復(fù)合年增長(zhǎng)率超過(guò)30%，預(yù)計(jì)到2022年，硅通孔(TSV)市場(chǎng)份額將達(dá)到8%。同時(shí)，晶圓級(jí)芯片尺寸封裝(WLCSP)將被NOR閃存和利基市場(chǎng)的存儲(chǔ)器(EEPROMs / EPROM / ROM)采用，預(yù)計(jì)其復(fù)合年增長(zhǎng)率超過(guò)10%，不過(guò)到2022年，晶圓級(jí)芯片尺寸封裝(WLCSP)市場(chǎng)份額還不到1%。
對(duì)于移動(dòng)應(yīng)用，存儲(chǔ)器芯片封裝將主要維持在引線(xiàn)鍵合BGA平臺(tái)上，但是，將很快開(kāi)始向高端智能手機(jī)的多芯片封裝(ePoP)邁進(jìn)。NAND閃存芯片的主要要求是低成本的高存儲(chǔ)密度。NAND采用引線(xiàn)鍵合堆疊形式，以便在單個(gè)封裝中提供高密度。
NAND閃存芯片封裝將保持采用引線(xiàn)鍵合BGA形式，不會(huì)遷移到倒裝芯片。但是，東芝將開(kāi)始在NAND閃存芯片中使用硅通孔(TSV)來(lái)提高高端應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸速率。在東芝之后，我們相信三星電子和SK海力士將會(huì)推出硅通孔(TSV)封裝的NAND芯片。
存儲(chǔ)器芯片封裝的價(jià)值很高，主要被IDM“把控”
2016年存儲(chǔ)器芯片封裝市場(chǎng)規(guī)模約為200億美元。雖然許多外包半導(dǎo)體封裝測(cè)試廠(chǎng)商(OSAT)涉足存儲(chǔ)器芯片封裝業(yè)務(wù)，但是80%以上的封裝仍在存儲(chǔ)器芯片IDM廠(chǎng)商內(nèi)部完成。全球領(lǐng)先的IDM廠(chǎng)商在封裝方面擁有相當(dāng)豐富的知識(shí)，積累了多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，并擁有強(qiáng)大的內(nèi)部制造能力。
2016~2022年存儲(chǔ)器芯片封裝市場(chǎng)
OSAT廠(chǎng)商受到IDM廠(chǎng)商影響，在存儲(chǔ)器芯片封裝業(yè)務(wù)的機(jī)會(huì)有限。然而，許多中國(guó)廠(chǎng)商正在投入超過(guò)500億美元的資金進(jìn)入存儲(chǔ)器領(lǐng)域。與全球領(lǐng)先的IDM廠(chǎng)商不同，中國(guó)新興的廠(chǎng)商缺少存儲(chǔ)器芯片封裝的經(jīng)驗(yàn)，他們將會(huì)把封裝業(yè)務(wù)外包給OSAT廠(chǎng)商。
