半导体主要包括半导体集成电路（IC）和半导体分立器件两大分支，各分支包含的种类繁多且应用广泛，在消费类电子、通讯、精密电子、汽车电子、工业自动化等电子产品中有大量的应用。集成电路产业链是半导体产业的典型代表，因为其技术的复杂性，产业结构向高度专业化转化，可细分为 IC 设计业、芯片制造业及 IC 封装测试业三个子产业群。

集成电路（IC）封装是集成电路产业链里必不可少的环节。封装是指将通过测试的晶圆加工得到独立芯片的过程，使电路芯片免受周围环境的影响（包括物理、化学的影响），起着保护芯片、增强导热（散热）性能、实现电气和物理连接、功率分配、信号分配，以沟通芯片内部与外部电路的作用，它是集成电路和系统级板如印制板（PCB）互连实现电子产品功能的桥梁。

封装测试业已为我国集成电路的重要组成部分

相对 IC 设计、芯片制造业而言，封装测试行业具有投入资金较小，建设快等优势，因此，许多发展中国家和地区都是先发展封装测试业，积累资金、市场和技术后再逐步发展 IC 设计业和芯片制造业。我国在集成电路领域首先发展的即是封装测试业，由于具备成本和地缘优势，我国半导体封装测试企业快速成长，同时国外半导体公司也向中国大举转移封装测试产能，目前我国已经成为全球主要封装基地之一。封装测试业已成为中国半导体产业的主体，在技术上也开始向国际先进水平靠拢。

1）全球封装行业的竞争格局

伴随着世界集成电路产业的成长与发展，集成电路封装产业与其他产业一样，经历了在国际间不断进行产业转移的历程。集成电路封装产业转移始于 20世纪 60 年代，现已从欧美发达国家转移至亚太地区，目前主要从事半导体封装的国家或地区）是中国台湾、中国大陆、新加坡、日本和美国。中国台湾地区依靠集成电路封装起家，在全球集成电路封装行业占据领先地位，2010 年度全球前十大封装公司（专业代工）排名中，台湾地区的企业占据了 5 席。

2）国内封装行业的竞争格局

为了降低生产成本，以及看重中国国内巨大且快速成长的终端电子应用市

场，国际半导体制造商和封装测试代工企业纷纷将其封装产能转移至中国，直接

拉动了中国半导体封装产业规模的迅速扩大。目前，全球大型的 IDM 厂商和专

业封装测试代工厂大都已在中国大陆建有生产基地，由此造成我国封装测试业外

资企业占比很高。同时，经过多年的努力，我国内资和内资控股的封测企业得到

了较快的发展，正在逐步缩小与国际厂商在技术、市场方面的差距。部分内资封

装测试企业（如长电科技、通富微电、华天科技）已在国内发行股票上市。

WLCSP 封装是近年来发展起来的新兴封装方式，与传统的封装方式相比，其主要区别是先在整片晶圆上封装、测试作业，再切割成尺寸与裸片完全一致的芯片成品，达到了微型化的极限，符合消费类电子产品轻、小、短、薄化的市场趋势，其封装成本的优势随着晶圆尺寸的增大和芯片尺寸的减小而愈加明显。目前，精材科技股份有限公司（台积电控股）和苏州晶方半导体科技股份有限公司是全球最大的两家能大规模提供影像传感器晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）量产服务的专业封测公司。

（1）晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）简介

1）晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）的概念及特征

晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）是将芯片尺寸封装（CSP）和晶圆级封装（WLP）融合为一体的新兴封装技术。芯片尺寸封装（CSP）是指封装面积与芯片面积之比小于 1.2:1 的技术，该技术有效促进集成电路的小型化；晶圆级封装（WLP）是指在晶圆前道工序完成后，直接对晶圆进行封装，再切割分离成单一芯片，相对于传统封装将晶圆切割成单个芯片后再进行封装，WLP 技术在封装成本方面具有明显的优势。晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）结合上述两种封装方式的优点，先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成单一芯片，无需经过打线和填胶程序，封装后的芯片尺寸与裸芯片几乎一致。因此，晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）的封装方式，不仅能明显缩小 IC 尺寸，符合移动电子产品对高密度体积空间的需求，同时，由于芯片可以以最短的电路路径，通过锡球直接与电路板连接，还能大幅度提升信息传输速度，有效降低杂讯干扰几率。与传统封装技术 QFP 和 BGA 封装产品相比，晶圆级芯片尺寸封装的产品比 QFP产品小 75%、重量轻 85%，比 BGA 尺寸小 50%、重量轻 40%。

目前晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）主要采用晶圆凸点封装（Wafer Bumping）和 Shellcase 系列 WLCSP 两种封装技术。晶圆凸点封装是一种技术难度相对较低的 WLCSP 封装形式，它的主要特点是在芯片正面直接引出电路及焊垫，而 Shellcase 系列 WLCSP 不仅可以在芯片正面直接引出电路及焊垫，也可以将芯片的电路引至芯片的背面后再制作焊垫，Shellcase 系列 WLCSP 封装包括了 Wafer Bumping 的技术要点，其技术难度要高于晶圆凸点封装，且工艺流程也较晶圆凸点封装复杂。

虽然晶圆凸点封装（Wafer Bumping）本身也是一种先进的封装形式，但Shellcase 系列 WLCSP 优势比较明显，其应用领域更广且更符合封装技术的发展趋势：首先，Shellcase 系列 WLCSP 在影像传感器芯片封装领域具有天然优势。由于影像传感芯片的作用主要是光学成像，其功能的实现需要吸纳、反馈物体光线，这势必要求芯片正面无视觉障碍物，即封装的焊垫不能放在芯片正面，否则会阻碍光线成像。Shellcase 系列 WLCSP 在芯片的正反两面黏贴玻璃基板（或其他绝缘材料），将芯片线路、焊垫引至背面，玻璃基板具有透明特性，因此，Shellcase 系列 WLCSP 在影像传感器封装上具有绝佳的优势，而晶圆凸点封装由于在芯片正面引出焊垫，无法应用至影像传感器等领域。Shellcase 系列WLCSP 从诞生之起，慢慢侵占传统封装在影像传感器市场的份额，至今全球约35%的 CMOS 影像传感器采用 Shellcase 系列 WLCSP 技术封装（资料来源：《A Market&Technology Analysis Of WLP Solution For Ics,CMOS ImageSensors&MEMS》， Yole Développement ）；其次，Shellcase 系列 WLCSP 技术更符合三维（3D）封装发展趋势。硅通孔（TSV）的三维封装技术被业界认为是超越摩尔定律的主要解决方案，是未来半导体封装技术发展的发展趋势，而Shellcase 系列 WLCSP 技术由于能够在芯片正反面引出电路及焊垫，两者工艺十分相似，掌握 Shellcase 系列 WLCSP 技术能快速进入硅通孔技术领域。

2）晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）的主要优势

晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）技术出现伊始，即被业界看好，其完全符合消费电子发展的需求和趋势（产品的轻小短薄化和低价化）。晶圆级芯片尺寸封装与传统封装相比，其主要优势体现在：

①WLCSP 优化了封装产业链

传统封装方式是先将晶圆划片成颗粒芯片，经测试为合格芯片后，将其放到引线框架或封装衬底（基板）上，而后再进行封装测试，产业链涉及晶圆厂、基板厂、封装厂、测试厂。而晶圆级芯片尺寸封装是先对晶圆进行封装、测试作业，然后再对封装测试后的晶圆进行切割。

相对传统封装而言，首先，WLCSP 封装能将传统封装的产业链中的基板厂、封装厂、测试厂整合为一体，使得芯片从制造、封装到进入流通环节的周期大大缩短，从而提高了生产效率，降低生产成本；其次，WLCSP 封装能减少封装前合格芯片的测试环节，且在封装过程中无需打金线、无需使用基板、无需底部填充介电材料（underfill），从而能有效降低封装成本；最后，就技术角度而言，WLCSP 封装是晶圆制造技术的延伸，极大地缩小了半导体后段（即封装）与前段（即晶圆制造）的技术差异，容易实现半导体后段与前段的技术对接。

由于半导体产业具有产品生命周期短、投资金额巨大等特点，IDM 模式越来越无法适应半导体未来发展趋势，因此，专业代工将成为全球集成电路封装测试的未来主流形式，而 WLCSP 封装是可把 IC 设计、晶圆制造、封装测试、基板厂整合为一体的先进封装形式，优化了产业链，解决专业代工模式在 IC 设计、晶圆制造、封装测试、基板厂等各环节的技术与标准对接问题，更加推动了专业代工模式的发展。

②封装成本随晶圆上芯片数量增加而降低

晶圆级芯片尺寸封装是在整片晶圆上进行封装后再切割得到几百、几千颗芯片，而传统封装是将晶圆先切割成芯片后，再对芯片实施单独的封装。一般而言，WLCSP 的封装成本是按照晶圆数计量的，与切割后的芯片数无必然联系，而传统封装的封装成本是按封装芯片的个数计量的。因此，WLCSP 的封装成本随晶圆尺寸的增大和芯片数量增加而降低。在消费类电子产品轻、小、短、薄化的市场发展趋势下，晶圆级芯片尺寸封装的成本优势愈加明显，将逐步挤占传统封装的市场份额。

③WLCSP 将成为未来的主流封装方式

半导体器件的研发、生产和发展一直遵循着著名的摩尔定律（每十八个月芯片上的晶体管数目增加一倍），由于光刻设备、工艺以及物理极限等问题，摩尔定律在更小技术节点（32 纳米和 22 纳米）碰到了前所未有的挑战，这意味着从芯片制造着手来改善电子产品的尺寸、性能、价格已越来越困难，业界已普遍认识到，芯片封装将在顺应电子产品尺寸、性能和价格上的市场需求方面，扮演越来越重要的角色。业界认为基于硅通孔（TSV）的三维封装技术为是超越摩尔定律的主要解决方案，是未来半导体封装技术发展趋势。而 WLCSP 封装是硅通孔技术的基础，两者工艺十分相似，通过掌握 WLCSP 封装技术（尤其是 Shellcase系列 WLCSP）能快速进入硅通孔技术领域，在未来三维封装技术中扮演主要角色。

（2）晶圆级芯片尺寸封装行业最近几年的发展状况

在 2008 年金融危机发生前，WLCSP 封装市场处于供不应求的局面，主要是由于：一方面，供给有限。当时全球仅精材科技与本公司能大规模提供影像传感器 WLCSP 封装量产服务；另一方面，影像传感芯片作为数字影像产品的门户，有巨大的市场需求。近几年来，全球数字影像产品如相机、手机、数字相机、PC Camera、数字摄录像机、光学鼠标等在市场均出现热卖，从 2003 年到 2007年间影像传感器需求复合增长率为 30.30％。基于对影像传感器未来良好的发展前景预期，公司与精材科技相继扩产产能。

2008 年三季度金融危机爆发，波及实体经济后，造成各国居民消费能力欲望的下降，引致全球半导体行业陷入低迷状态。由于电子消费产品需求的减少，全球影像传感器芯片出货量有所下降，公司与精材科技在一定程度出现产能利用率不足的情况，但由于竞争不强，WLCSP 封装细分行业的经营状况仍好于集成电路封装测试整体行业。

自 2009 年二季度开始，全球半导体行业开始复苏，电子消费市场的强劲反弹，带动影像传感器出货量的剧增。2010 年 WLCSP 封装市场的供求关系又转变为供不应求的局面，公司承接的生产订单超过了现有生产设备的设计产能，需不断的改进制程工艺，最大限度的释放产能，以满足市场的需求。

（3）晶圆级芯片尺寸封装行业的未来发展前景

由于晶圆级芯片尺寸封装的自身优势，其未来必将成为集成电路封装行业的主流封装方式，有广阔的发展前景。据 Yole Développement 预测，WLCSP 封装的市场容量将由 2010 年的 14 亿美元左右增长至 2016 年的 26 亿美元左右，年均复合增长率为 12%。

晶圆级芯片尺寸封装广阔的发展前景主要体现在以下两个方面：一方面，现有最主要应用领域影像传感器芯片封装的存量增长。据法国著名市场调研公司Yole Développement 出具研究报告显示，2007 年，全球约 35%用于手机和笔记本电脑的 CMOS 影像传感芯片是采用晶圆级芯片尺寸封装，至 2014 年，绝大多数影像传感芯片将采用晶圆级芯片尺寸封装；另一方面，对传统封装应用领域的渗透，主要包括 MEMS、LED 等新兴应用领域的增量增长。晶圆级芯片尺寸封装最初局限于少电极数的芯片，随着技术的发展，现已慢慢渗透至多电极数的芯片，其应用领域将从现在的影像传感器，拓展至 MEMS、LED 等领域，根据法国著名市场调研公司 Yole Développement 的分析，晶圆级芯片尺寸封装向主流半导体领域的渗透率将从 2009 年的 1%增长至 2012 年的 2%。

1）影像传感芯片（CIS）封装的发展前景分析

受益于照相手机（Camera Phone）的持续蓬勃发展，影像传感器市场未来的需求将不断攀升。与此同时，Skype 等网络实时通讯服务的流行、安全监控市场的兴起，以及全球汽车电子的快速成长，亦为影像传感器创造可观的应用规模。

影像传感芯片主要有两种：CCD 和 CMOS，前者由光电耦合器件构成，后者由金属氧化物器件构成。两者都是光电二极管结构感受入射光并转换为电信号，将图像转换为数字数据，主要区别在于数字数据传送的方式不同，相应地，读出信号所用的方法也不同。与 CCD 相比，CMOS 影像传感器具有图框显示率快，高度的整合性（可减少周边组件使用量，降低系统成本），以及较低的功耗等特性，且 CMOS 影像传感器是标准工艺制程，在制造成本、产品售价方面具有明显的优势，因此 CMOS 影像传感器近年来在照相手机应用中得到快速发展，2008 年全球 CMOS 影像传感器出货数首次超越 CCD 影像传感器出货数。未来几年，随着 CMOS 影像传感器技术的发展，CCD 技术在市场中所占比重将日益下降。

据 Yole Développement 预测，2015 年，CMOS 影像传感器市场收入将超过 80 亿美元，收入较 2009 年增长 91.79%，与之相反，CCD 影像传感芯片在同期的收入将呈逐年递减趋势，说明 CMOS 影像传感器是未来发展的主流方向，其将逐步挤占 CCD 影像传感器的市场。

晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）主要面向 CMOS 影像传感器提供封装服务，未来几年 CMOS 影像传感器的快速发展，蕴意着 WLCSP 封装技术在 CMOS 影像传感器市场具有广阔的发展空间。

2）微机电系统（MEMS）芯片封装的发展前景分析

MEMS 即 Micro-Electro-Mechanical System，它是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造具有特定功能的微型装置，包括微结构器件、微传感器、微执行器和微系统等。MEMS 技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用 MEMS 技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及人们日常生活中常用的消费电子中都有着十分广阔的应用前景。目前 MEMS 市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。

据 Yole Développement 预测，源于游戏机、笔记本电脑和数码相机等消费电子的快速增长，以及汽车领域、工业生产过程与控制的拉动，预计 2018 年全球微机电系统（MEMS）市场将由 2012 年的 110 亿美元扩展到 225 亿美元，年均复合增长率达到 13%。

传统的 MEMS 封装没有统一的形式，且封装只能单个进行而不能大批量同时生产，因此封装成本在 MEMS 产品总费用中占据 70%～80%，封装技术已成为 MEMS 生产中的瓶颈。传统的 MEMS 封装不能同时满足消费电子领域中低成本、气体密封性、小尺寸等要求。晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）利用薄膜再分布工艺，使 I/O 可以分布在 IC 芯片的整个表面，而不仅仅局限于狭小的芯片周围区域，成功解决了高密度、细间距 I/O 芯片电气连接的问题。WLCSP 封装采用批量生产工艺制造技术，可将封装尺寸减小至 IC 芯片的尺寸，大大降低了生产成本，使得 MEMS 可以大范围地应用到消费类电子产品领域成为可能。

3）发光芯片（LED）封装的发展前景分析

LED 是一种可以将电能转化为光能的半导体器件。LED 被誉为 21 世纪的绿色照明光源，预计在未来会取代大部分的传统光源。LED 最大的特点是节能和环保，发展 LED 产业有利于发展我国的低碳经济，在我国具有非常重要的现实意义。

2009 年 9 月，国家发改委、科技部、工业和信息化部、财政部、住房和城乡建设部、国家质检总局联合发布了《半导体照明节能产业发展意见》，提出我国半导体照明节能产业的发展目标为：到 2015 年，半导体照明节能产业产值年均增长率在 30%左右；产品市场占有率逐年提高，功能性照明达到 20%左右，液晶背光源达到 50%以上，景观装饰等产品市场占有率达到 70%以上。

目前，LED是电子领域投资最活跃的题材之一，也是发展最快的领域之一。以LED背光源为例：2009年，笔记本电脑采用LED背光比例从2008年底的15%飞速增长到近60%；液晶电视采用LED背光比例从2008年底的0.01%增长到10%。由于大尺寸LCD 背光源和通用照明的应用，刺激LED加速增长，据YoleDéveloppement 预测，2018年全球LED市场销售额将由2012年的114亿美元扩展到171亿美元。

应用WLCSP封装的LED芯片具有“散热性好、低成本、微型化、高功率”的优势。发行人已获得LED的晶圆级封装结构及其制造方法的发明专利，可提供散热性好、微型化、低成本、高集成度的高功率LED封装服务。该封装技术采用硅基板取代树脂和陶瓷等基板，导热性好且易集成LED的外围功能电路，对多芯片模组集成优势明显；由于采用LED倒装，散热不受蓝宝石衬底的影响，避免LED正装因阻碍光线而导致的光效损失，也避免了热循环引线断裂失效问题。

4）射频识别芯片（RFID）封装的发展前景分析

RFID（Radio Frequency Identification）的中文全称是无线射频识别技术。RFID技术是一种应用电磁波频谱，以非接触、无视觉、高可靠的方式，传递特定识别信息的系统。RFID源于无线电通讯技术，它综合了现代计算机技术、智能控制、智能识别等许多高新技术，顺应了CMIS（计算机集成制造系统）、电子商务等热点应用的发展需要。

RFID系统至少应包含阅读器、电子标签、数据处理和存储的设备以及系统软件。RFID本身包含很小的标签，该标签又包含有一个硅芯片和一个天线，可以记录数量、款式、大小和颜色，以及如货物来源地、装运和分销、零售等等相关信息数据。

来自国际数据公司（International Data Corporation）的市场数据表明，2005～2009年，我国RFID年复合增长率约为65.6%。根据中国RFID产业联盟和工信部电子科学技术情报研究所物联网研究与促进中心的研究显示的数据，2010年中国RFID产业市场规模快速增长，RFID纯收入达到121.5亿元人民币，比2009年增长了42.8%；2011年中国RFID产业的市场规模达到了179.7亿元，比2010年增长了47.94%。

RFID 产业链主要包括了以下六个方面：芯片制造、模块制造、封装、读写设备生产制造、应用系统软件、系统集成。其中模块制作的关键技术是芯片倒装焊（flip-chip）技术，就是直接将切割好的芯片反向通过焊球（bondpin）或单向导电胶（acf）和软性 pcb 或 pet 材料形成连通，焊接点周围用非导电的固化胶填充，固化后即形成模块。而晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）是一种可以替代以上芯片倒装焊（flip-chip）技术的工艺。

WLCSP等离子体蚀刻切割技术在未来RFID芯片封装中发挥重要作用，等离子蚀刻技术是采用化学方式切割晶圆得到单颗芯片，有别于现在通用的使用机械刀等物理方式。目前，一片 8 英寸的晶圆，RFID 芯片颗数为 20,000 颗左右，芯片间距 80μm；随着生产技术的提升，将来 8 英寸的晶圆上 RFID 芯片颗数将达到 80,000 颗以上，芯片间距缩短至 20μm 的水平，使用机械刀等物理切割技术已无法达到要求，此时等离子蚀刻技术将发挥重要作用。

集成电路封装行业的技术水平及特点

集成电路封装技术的演进主要为了符合终端系统产品的需求，为配合系统产品多任务、小体积的发展趋势，集成电路封装技术的演进方向即为高密度、高脚位、薄型化、小型化。半导体行业对芯片封装技术水平的划分存在不同的标准，目前国内比较通行的标准是采取封装芯片与基板的连接方式来划分，总体来讲，集成电路封装封装技术的发展可分为四个阶段：

第一阶段：20 世纪 80 年代以前（插孔原件时代），封装的主要技术是针脚插装（PTH），其特点是插孔安装到 PCB 上，主要形式有 SIP、DIP、PGA，它们的不足之处是密度、频率难以提高，难以满足高效自动化生产的要求。

第二阶段：20 世纪 80 年代中期（表面贴装时代），表面贴装封装的主要特点是引线代替针脚，引线为翼形或丁形，两边或四边引出，节距为1.27到0.4 mm，适合于 3-300 条引线，表面贴装技术改变了传统的 PTH 插装形式，通过细微的引线将集成电路贴装到 PCB 板上。主要形式为 SOP（小外型封装）、PLCC（塑料有引线片式载体）、PQFP（塑料四边引线扁平封装）、J 型引线 QFJ 和 SOJ、LCCC（无引线陶瓷芯片载体）等。它们的主要优点是引线细、短，间距小，封装密度提高；电气性能提高；体积小，重量轻；易于自动化生产。它们所存在的不足之处是在封装密度、I/O 数以及电路频率方面还是难以满足 ASIC、微处理器发展的需要。

第三阶段：20 世纪 90 年代出现了第二次飞跃，进入了面积阵列封装时代。

该阶段主要的封装形式有焊球阵列封装（BGA）、芯片尺寸封装（CSP）、无引线四边扁平封装（PQFN）、多芯片组件（MCM）。BGA 技术使得在封装中占有较大体积和重量的“管脚”被“焊球”所替代，芯片与系统之间的连接距离大大缩短，BGA 技术的成功开发，使得一直滞后于芯片发展的封装终于跟上芯片发展的步伐。CSP 技术解决了长期存在的芯片小而封装大的根本矛盾，引发了一场集成电路封装技术的革命。

第四阶段：进入 21 世纪，迎来了微电子封装技术堆叠式封装时代，它在封装观念上发生了革命性的变化，从原来的封装元件概念演变成封装系统。目前，全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期，以 PQFN 和 BGA等主要封装技术进行大规模生产，部分产品已开始在向第四阶段发展。发行人所掌握的 WLCSP 封装技术可以进行堆叠式封装，微机电系统（MEMS）芯片就是采用堆叠式的三维封装。