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OSAT

OSAT,全称为Outsourced Semiconductor Assembly and Testing,字面意思就是「外包半导体(产品)封装和测试」,是为一些Foundry公司做IC产品封装和测试的产业链环节。OSAT(全名为Outsourced Semiconductor Assembly and Testing)是为一些foundry 公司包装和测试IC。 由于生产IC 的成本较高,因此在把每一个IC晶片销售给下游领域时,一定会经过严密的测试,确保每一个IC 晶片是work 的。

OSAT 什么意思?
OSAT 什么意思?

这个环节被看作是半导体产业的中游领域。

由于半导体产品的生产成本较高,因此,在将每一个芯片闭口销售给产业链下游环节时,都会经过严密的测试,确保每一个芯片都是符合标准、可以工作的。OSAT涵盖领域较为广泛,但如果要细分的话,又可以分成3种,包括:Automated Testing Equipments (ATE,集成电路自动测试设备商)、其他设施承包商(Other equipment and material supplier) 和外包服务承包商 (Outsourced service provider)。

OSAT领域在半导体产业,乃至整体科技产业中,都被认为是比较辛苦的产业链环节。与其他科技领域相比,OSAT领域利润率相对较低,竞争也比较激烈。此外,不是每一个Foundry公司都会把测试和封装产品的业务外包给OSAT公司,一些IDM厂商,如英特尔三星,也会提供产品封装和测试的服务。

因此,在经济不景气时,一些半导体公司会选择先让自家旗下的工厂接下订单,如果还满足不了需求,才会再将剩下的订单分配给OSAT公司。反过来,只要半导体产业需求上升,OSAT公司的订单也会增加。所以,OSAT行业其实是一个较为周期性的行业,会随着半导体的需求的改变。

封装测试(OSAT)详细解析

封装测试(OSAT,Outsourced Semiconductor Assembly and Test)是半导体制造流程中的重要环节,主要负责芯片的封装(Assembly)和测试(Test)。OSAT 供应商通常是独立的第三方公司,为无晶圆厂(Fabless)芯片设计公司和**晶圆代工厂(Foundry)**提供后端封装和测试服务。

随着半导体技术的发展,芯片封装和测试的复杂度不断提高,OSAT 公司在整个半导体供应链中扮演着越来越重要的角色。

一、OSAT 在半导体产业链中的位置

半导体供应链通常包含以下几个关键环节:

  1. IC 设计(Fabless)

  2. 晶圆制造(Foundry)

  3. 封装和测试(OSAT)

    • 负责将制造完成的裸芯片(Die)封装成可用于电子产品的形式,并进行功能和质量测试
    • 典型公司:日月光(ASE)、Amkor长电科技(JCET)、矽品(SPIL)
  4. 终端设备制造

    • 负责将芯片集成到最终产品中,如智能手机、电脑、汽车等
    • 典型公司:苹果(Apple)、华为(Huawei)、特斯拉(Tesla)

在整个供应链中,OSAT 主要承担芯片制造的后端工艺,确保芯片在物理和电气特性上符合要求,提升产品可靠性和稳定性。

二、OSAT 的核心业务

OSAT 公司的主要工作包括 封装(Assembly)测试(Test) 两个部分。

1. 封装(Assembly)

封装的主要目的是:

  • 保护芯片:防止环境因素(湿气、氧化、电磁干扰)影响芯片性能
  • 提供电气连接:确保芯片能够与外部电路通讯
  • 提高散热性能:防止过热影响芯片寿命

封装流程

  1. 晶圆切割(Wafer Dicing)
    • 晶圆制造完成后,使用激光或机械刀片将晶圆切割成单个裸芯片(Die)。
  2. 芯片贴装(Die Attach)
    • 将裸芯片固定到封装基板或引线框架上。
  3. 引线键合(Wire Bonding)或倒装芯片(Flip-Chip)
    • 引线键合(Wire Bonding):使用金线、铜线或银线将芯片与封装基板连接。
    • 倒装芯片(Flip-Chip):使用凸点焊接(Bump)直接将芯片焊接到基板上,提高信号传输速度。
  4. 封装材料(Encapsulation/Molding)
    • 采用环氧树脂或陶瓷材料封装芯片,以保护内部结构。
  5. 引脚成型(Lead Frame Formation)
    • 形成封装外部的电气连接结构,例如 BGA(球栅阵列)或 QFN(四方扁平无引脚封装)。
  6. 标记(Marking)和切割(Singulation)
    • 在封装上印刷芯片型号、批次号等信息,然后切割成独立的芯片单元。

2. 测试(Test)

测试的目的是确保芯片的功能、性能和可靠性符合规格要求,并筛选出有缺陷的产品。

测试流程

  1. 晶圆级测试(Wafer Test, CP – Chip Probing)

    • 在晶圆制造完成后,使用探针台(Probe Station)对芯片进行初步电气测试,淘汰有缺陷的芯片
  2. 封装后测试(Final Test)

    • 芯片封装完成后,进行功能测试、性能测试、功耗测试等,确保芯片符合客户要求。
  3. 可靠性测试(Reliability Test)

    • 进行环境应力测试(如高温、高湿、高压测试),确保芯片在不同使用环境下的稳定性。
  4. 分选(Sorting)

    • 根据芯片的测试结果,划分不同的质量等级(如高速、中速、低速芯片),用于不同市场需求。

三、封装类型

随着半导体技术的进步,封装方式不断演进,以满足不同应用场景的需求。

1. 传统封装

  • DIP(双列直插封装)
  • QFP(四方扁平封装)
  • SOIC(小型集成电路封装)

2. 高密度封装

  • BGA(球栅阵列封装)
  • CSP(芯片级封装)
  • WLCSP(晶圆级芯片封装)

3. 先进封装

  • Fan-Out Wafer Level Packaging(FOWLP):提升芯片集成度,减少功耗
  • 2.5D 封装(如 CoWoS):适用于高性能计算芯片(如 AI 加速器)
  • 3D 封装(如 TSV 技术):实现更高的集成度和更低的延迟

四、主要 OSAT 供应商

目前全球 OSAT 市场由几家主要公司主导,排名如下(按市场份额):

排名 公司 总部 市场份额
1 ASE(日月光 台湾 最大
2 Amkor 美国 领先
3 JCET(长电科技 中国 主要供应商
4 SPIL(矽品) 台湾 重要供应商
5 TFME(通富微电) 中国 迅速增长

这些公司为全球芯片制造商提供封装和测试服务,广泛应用于智能手机、AI、汽车电子等领域。

五、OSAT 未来趋势

  1. 先进封装技术加速发展

    • 2.5D/3D 封装、FOWLP、Chiplet(小芯片)架构将成为主流。
  2. 高性能计算(HPC)推动封装需求

    • AI、数据中心、自动驾驶等领域对高密度封装需求上升。
  3. 半导体供应链本地化

    • 美国、欧洲加强本土芯片生产,可能带动当地 OSAT 业务增长。
  4. OSAT 与晶圆代工厂竞争加剧

全球前十大OSAT厂商

根据芯思想研究院(ChipInsights)2023年的数据,全球委外半导体封装测试(OSAT)市场总营收为2859亿元人民币,较2022年下滑9.52%。以下是全球前十大OSAT厂商的详细信息:

  1. 日月光半导体(ASE Technology Holding Co., Ltd.)

    • 总部:中国台湾
    • 市场份额:约27.6%
    • 简介:全球最大的半导体封装测试服务提供商,提供广泛的封装和测试解决方案。
  2. 安靠科技(Amkor Technology, Inc.)

    • 总部:美国
    • 市场份额:约14.1%
    • 简介:全球领先的半导体封装和测试服务公司,服务范围涵盖广泛的半导体应用。
  3. 矽品精密工业(Siliconware Precision Industries Co., Ltd.,SPIL)

    • 总部:中国台湾
    • 市场份额:约10.3%
    • 简介:提供高品质的集成电路封装和测试服务,专注于先进封装技术。
  4. 江苏长电科技(JCET Group)

    • 总部:中国江苏
    • 市场份额:约9.5%
    • 简介:中国最大的封装测试企业,提供全面的封装和测试解决方案。
  5. 力成科技(Powertech Technology Inc.,PTI)

    • 总部:中国台湾
    • 市场份额:约6.1%
    • 简介:专注于存储器封装和测试服务,同时拓展至逻辑芯片领域。
  6. 天水华天科技(Hua Tian Technology)

    • 总部:中国甘肃
    • 市场份额:约4.2%
    • 简介:提供多样化的封装和测试服务,涵盖广泛的半导体产品。
  7. 通富微电子(Tongfu Microelectronics Co., Ltd.,TFME)

    • 总部:中国江苏
    • 市场份额:约4.1%
    • 简介:提供先进的封装和测试服务,致力于为客户提供高品质解决方案。
  8. 京元电子(King Yuan Electronics Co., Ltd.,KYEC)

    • 总部:中国台湾
    • 市场份额:约3.8%
    • 简介:专注于晶圆测试服务,同时提供封装和组装服务。
  9. 南茂科技(ChipMOS Technologies Inc.)

    • 总部:中国台湾
    • 市场份额:约3.2%
    • 简介:提供内存、液晶驱动和高端逻辑IC的封装和测试服务。
  10. 颀邦科技(Chipbond Technology Corporation)

    • 总部:中国台湾
    • 市场份额:约2.7%
    • 简介:专注于面板驱动IC和其他中小型芯片的封装和测试服务。

需要注意的是,2023年全球委外封测市场整体营收较2022年下滑9.52%,前十大厂商的营收合计为2220亿元人民币,较2022年下滑9.95%。其中,通富微电子是唯一实现营收增长的公司,其他九家均有不同程度的下滑。此外,台积电的先进封装营收在2023年超过60亿美元,如果计入排名,将位居全球第二。

OSAT 是半导体制造流程中的关键环节,负责芯片的封装和测试。随着技术升级,OSAT 公司需要不断创新,以满足 AI、高性能计算和汽车电子等领域的需求。未来,OSAT 行业将朝着更先进、更高效的方向发展,推动半导体产业持续进步。

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