（以下第一部分：積體電路設計；第二部分：積體電路製造）

五、ATP（組裝、測試和封裝）和先進封裝

關於組裝、測試、封裝和先進封裝的基本結論：

（1）對於技術含量相對較低的後端半導體ATP，美國嚴重依賴集中在亞洲的國外資源。

(2) 隨著晶片變得越來越複雜，先進的封裝方法代表了重大技術進步的潛在領域。然而，美國也不是一個經濟高效的地方來發展強大的先進封裝產業，因為它缺乏必要的材料生態系統；

(3) 作為回應，中國的大量投資可能會擾亂現有市場。

（一）船旗國基本封測基本估算

（一）基本情況

在後端基本ATP階段，晶片（核心）被組裝成成品，經過測試、封裝並組裝成電子產品。 ATP階段有兩種模式：（1）IDM代工和（2）OEM。代工廠是 OSAT（純半導體組裝和測試）公司，專門從事測試、封裝、組裝或組裝並提供合約服務。就ATP市場總量而言，美國公司佔總營收的28%；儘管美國公司約佔垂直整合 IDM ATP 收入的 43%，但美國公司已將 ATP 生產外包給美國以外的工廠。台積電（台灣）、聯華電子（台灣）、中芯國際（中國大陸）和武漢新芯（中國大陸）等代工廠已進入封裝業務，以增加為無晶圓廠客戶提供的製造服務，特別是小晶片的先進封裝。台積電於2012年推出首個先進封裝解決方案。有八個大型OSAT；大多數是中小型玩家。

雖然也有一些美國OSAT 公司（尤其是Amkor），但美國公司僅佔OSAT 業務的15%（台灣地區領先，佔52%，其次是中國大陸，佔21%），而且Amkor 總部位於美國，但沒有製造工廠設施位於美國。

傳統上，基本ATP 是一項高度自動化和低價值的業務，需要相當大的佔地面積，並且僱用的大多是低技能工人（隨著下面討論的先進封裝技術的引入，這種情況正在發生變化）。因此，這項業務是美國生產外包的第一階段（從1970年代開始），主要面向東南亞。如今，大多數 ATP 外包工廠位於中國、台灣和東南亞（新加坡、馬來西亞、菲律賓和越南）。 SEMI和Techsearch在120年確定了全球超過360家OSAT外包公司和2018家封裝廠。 ） 。中國的OSAT生產採用目前主流的封裝技術，但中國正在開發先進的封裝技術。

在測試方面，出於國家安全原因，半導體技術必須經過認證和測試才能在溫度範圍（擴展範圍）、抗輻射和惡劣環境中使用。這包括使用重離子輻射測試基礎設施進行單粒子效應（SEE）測試。美國現有的重離子輻射測試基礎設施脆弱，無法滿足當前或未來的SEE測試需求。顧客經常要經歷漫長的等待和不斷上漲的測試費用，即使大型設施突然關閉，他們也容易承受巨大的壓力。 「只有不到六個加速器實驗室能夠產生足夠種類和能量的離子束來滿足 SEE 測試要求。」這將影響航太機構和工業界（包括衛星）之間未來太空任務測試的可用性。

（二）主要風險

如今，美國僅佔全球半導體封裝產能的3%（不包括測試產能），主要由IDM公司提供，這些公司通常在美國境外設有ATP設施。雖然這在歷史上一直是供應鏈中技術含量較低的組成部分，但它是關鍵的一步。美國對東南亞、台灣和中國大陸的重要 ATP 生產的依賴使美國的供應鏈面臨中斷的風險。

（二）花旗銀行對先進封裝技術的探討

（一）基本情況

雖然基本 ATP 傳統上一直是供應鏈的低價值組成部分，但包裝技術變得越來越先進。幾十年來，半導體產業一直與摩爾定律保持同步，該定律預測半導體上的電晶體數量大約每兩年就會翻一番。如今，每個新製程節點因縮小晶片尺寸而帶來的功耗和性能優勢正在下降，而每個電晶體的成本卻在增加。雖然縮小尺寸仍然是一種選擇，但隨著縮放變得更加昂貴和困難，半導體行業正在尋找涉及將小晶片和/或多個集成電路組裝到單個封裝中的替代方案。這稱為高級封裝。先進封裝代表了線寬減小的替代和補充技術，因為它在封裝階段而不是晶片級提供了更高的晶片密度，並且允許在單一封裝內整合不同的晶片功能。先進封裝還允許更多地使用商用現成（國防批准）晶片來客製化解決方案。

先進封裝類型包括晶片堆疊技術（尤其是記憶體晶片）和嵌入式晶片、扇出、晶圓級封裝和系統級封裝（將小晶片或多個晶片組裝到單一封裝中）。邏輯晶片的一種方法是將標準化IP功能分離成不同的、更小的晶片，稱為“微晶片”，透過單一封裝上的標準介面連接。小晶片與其他小晶片一起工作，因此設計必須一起優化，不能孤立設計。美國國防高級研究計劃局 (DARPA) 和海軍以及產業參與者（AMD、Marvell 和英特爾）有許多計畫正在探索這種方法。先進封裝透過分解功能、安全性、體積和環境性能，為獨特的國家安全應用提供可客製化的設備，從而具有國家安全價值。

42.6年先進封裝佔半導體封裝總產值的2019%，預計到2025年將佔整個半導體封裝市場的近一半。這意味著6.1 年至2014 年間複合年增長率(CAGR) 為2025%，更先進的封裝收入將翻一番，從20 年的2014 億美元增至42 年的約2025 億美元。封裝市場預期成長的三倍，預計 2.2 年至 2014 年複合年增長率為 2025%。

全球排名前10的先進封裝企業包括：兩家IDM企業（美國英特爾和韓國三星）；台積電也是全球十大先進封裝公司之一。全球排名前五名的 OSAT 先進封裝公司包括日月光（台灣）、SPIL（台灣）、Amkor（美國）、力成科技（台灣）和長電科技（中國）。此外，還有兩家規模較小的 OSAT 公司，Nepes Display（韓國）和 Chipbond（台灣）。這 10 家公司加工了大約四分之三的先進封裝晶片。

美國的先進封裝主要由IDM廠商提供，包括英特爾、德州儀器和美光。 GlobalFoundries 是一家總部位於美國的代工廠，也提供先進的封裝服務。此外，Micross、Skywater 和 Qorvo 等規模較小的公司提供先進的封裝服務，以滿足特定的國防和工業需求。

如上所述，雖然中國目前不具備強大的先進封裝能力，但正在發展先進封裝能力，以彌補其尖端半導體生產的不足

隨著先進封裝的產能和需求不斷增長，針對聯邦登記調查通知 (NOI) 提交的評論指出，美國缺乏先進封裝基板（基於印刷電路板技術）以及相關供應鏈的脆弱性。基材供應商位於亞洲。主要基板公司包括：Ibiden（日本）、Nanya（台灣）、Shinko（日本）、Samsung（韓國）、Unimicron（台灣）、深南電路（中國）、珠海悅亞（中國）和AKM電子工業（中國） 。

此外，PCB製造已轉移至中國，使其成為對基板供應商更具吸引力的市場。 IPC/美國可靠電子合作夥伴組織(USPAE)估計，美國在下一代電子應用的印刷電路板製造技術方面落後亞洲20年，美國一度佔全球印刷電路板製造的30%以上；現在佔不到5%

（二）主要風險

中國對先進封裝的投資威脅未來市場：

雖然中國缺乏強大的先進封裝能力，但中國政府在先進封裝方面投入了大量資金。過去幾年，先進封裝一直是中國半導體產業的技術焦點，國務院的目標是到30年先進封裝佔中國供應商所有封裝收入的2015%左右。長表示，中國企業應專注於先進封裝，以克服在縮小半導體線寬方面的弱點，這可能預示著中芯國際將積極進軍先進封裝。 SEMICONDUCTOR Packaging KLA 高級行銷總監 Stephen Hiebert 在 2021 年報告稱：“…隨著先進封裝產能的增加，以適應中國的前端晶圓廠項目，我們看到中國對 OSAT 的投資強勁。”

先進封裝材料產能不足：

先進封裝基板基於印刷電路板技術，該技術主要在亞洲和中國製造。這給尋求在美國投資先進封裝的公司帶來了挑戰。

僅國防需求不足以將先進的封裝技術保留在美國：

少數美國公司為國防需求提供先進的封裝解決方案，而這些公司只佔有很小的市場份額。隨著先進封裝能力在美國以外地區的發展，它們的數量很快就會超過國防需求，市場力量將吸引海外的尖端能力。最終，數量推動創新和營運學習；如果沒有商業量，美國將無法在品質、成本或勞動力方面跟上技術的發展。

(3) 總結

綜上所述，美國後端ATP產能依賴集中於亞洲的國外資源，導致這部分供應鏈有供應鏈中斷風險。隨著業界尋找新的方法來補償最先進或最小節點上越來越小的特徵尺寸的複雜性、較低的產量和邊際收益遞減，封裝變得越來越先進。雖然美國及其合作夥伴擁有先進封裝能力，但中國對先進封裝的大量投資有可能在未來擾亂市場。此外，美國缺乏開發先進封裝技術的生態系統。

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