半导体工程一直存在三大支柱：光刻、晶体管设计和材料，现在，封装已成为第四大支柱。大多数半导体器件都封装在陶瓷、金属或塑料中，以防止损坏芯片及其脆弱的连接线。尽管有这个重要的功能，但封装是半导体设计中被忽视的方面之一。但随着摩尔定律逐渐走到限，封装现在已成为代工厂、OSAT、以及芯片设计厂商都竞相关注的一环，其在宏观层面影响功耗、性能和成本，在微观层面影响所有芯片的基本功能。今天就由半导体封装测试展小编将为你解读更多行业新趋势。

1、半导体封装发展简史

自1965年个半导体封装发明以来，半导体封装技术飞速发展，现在已演化出数千种不同的半导体封装类型。半导体封装的作用常规来说，主要有三个，一是防止损坏芯片和连接线；二是实现了硅芯片和PCB之间的电气连接；三是散热。而驱动半导体封装不断演进的驱动力主要有两个，一个是解决高引脚数，再一个是满足小尺寸要求。

接下来，让我们详细来看下半导体封装的发展历史。1965年，Fairchild 的三位工程师：Don Forbes、Rex Rice和Bryant Rogers发明了一种带有两排引脚的14引脚陶瓷双列直插式封装 (DIP)，这是个真正的半导体封装。DIP封装于70年代初开始批量生产。英特尔的8008是早的微处理器之一，也是标志性的DIP封装类半导体。

到80年代，芯片开始变大，集成了更多的功能，引入了具有100万个门的芯片。芯片上数据的输入和输出 (IO) 是计算的命脉。为了解决不断增加的IO数量，半导体封装引入PGA (Pin Grid Array) 和BGA (Ball Grid Array) 封装。下图是球栅阵列的样子，它可以从下方直接将一块硅安装到 PCB 或基板上，而不是像以前的表面贴装技术那样只在所有4个端部的角上贴上胶带。BGA封装的好处是占用更少的空间和更多的连接作用。

而到90年代，笔记本电脑和手机等移动设备的兴起，使得半导体封装逐渐开始朝着小型化发展，于是又引入了CSP（芯片级封装）来解决高引脚数和小尺寸要求。CSP封装本质上是具有较小球间距的小尺寸 BGA。

后来进入到2010年，逐渐来到先进封装时代，出现了越来越多的封装类型，发展为SiP、POP、WLP，以及2.5D和3D封装等。现在5G、可穿戴等应用的兴起，以及电子设备小尺寸化的需求愈发旺盛，行业预测SiP等先进封装正在逐渐成为产业界的主流。

在2.5D和3D封装这方面，台积电、三星和英特尔是走在前列的。台积电的CoWoS是2.5D集成的代表，SoIC是3D封装的代表。三星近年来也成为多家芯片设计厂商的代工合作伙伴，X-Cube是其3D封装方案，近日，三星正式发布了新一代2.5D封装技术“I-Cube4”。后但同样重要的是英特尔的 Foveros 3D 封装，英特尔明确表明封装是其未来的重点，英特尔CEO Pat Gelsinger指出，芯片封装以及尖端的生产方法将有助于芯片行业保持甚至超越摩尔定律在未来十年的发展速度。

2、越来越重要的封装

封装属于半导体供应链的后端，其关键衡量指标往往是价格和耐用性。过去没有一家封装公司被认为像传统的前端制造（即晶圆制造和晶圆分类）工艺那样重要。因为相对来说，后端操作所需的时间和支出要少得多，封装的产能扩充比较快，大家并没有意识到其出现会卡供应链的情况。

但现在，随着摩尔定律走到限，芯片设计公司越来越多，对芯片的种类和性能要求愈发加大，封装现在在各个层面都必不可少，而且随着复杂性和盈利能力的提高，封装成为包括芯片设计厂商、IDM、代工厂、OSAT都关心的一个重要环节。

毫无疑问，现在封装作为产业链的重要一环，已经成为各大厂商发力的重点。摩尔定律的放缓正在推动根本性的变化。我们正处于先进封装推动的半导体设计复兴之中。

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文章来源：半导体行业观察