目前，客戶端PC、消費電子產品、伺服器和其他高科技裝置的需求正在推動各種處理器的銷售量，並且在最近幾個季度中，半導體供應鏈已經無法滿足市場對晶片的需求。不僅是代工廠沒有足夠的能力為客戶製造晶片，而且封裝廠的交貨時間也大大延長。
此前，在討論晶片缺貨時，業界將大部分原因歸結為8英寸晶圓廠的數量下降。事實上，晶片封裝廠的交貨能力不足也影響著客戶端CPU和GPU以及各種消費級電子產品的供應。
不同晶片的封裝方式不盡相同
封裝是將代工廠生產出來的積體電路裸片（Die）放在一塊起到承載作用的基板上，然後固定連線成一個整體，是整個晶片製造流程中進行測試的前一步。
不同的晶片使用的封裝方式不盡相同，不需要複雜電源且不需要許多輸入或輸出引腳的小型積體電路（IC）傾向於使用廉價的引線鍵合封裝。
引線鍵合封裝是隻用細金屬絲、利用熱、壓力、超聲波能量使金屬引線與晶片焊盤、基板焊盤緊密焊合，實現晶片與基板間的電氣互連和晶片間的資訊互通，在射頻模板、儲存晶片以及微機電系統器件的封裝上應用較多。
更復雜的晶片則使用引線框架封裝，這一封裝方式通常是在塑膠或者其他型別的模具中進行引線鍵合封裝，具體包括四方扁平封裝（QFP）、四方/雙扁平無引線封裝（QFN/DFN），薄型外形輪廓封裝（STOP）等。
另外，使用許多電源和I/O引腳的晶片，例如CPU、GPU和SoC，通常使用倒裝晶片球柵格陣列封裝（FC-BGA），這一封裝方式可提供小間距、低電感，易於表面安裝以及出色的可靠性。此外，還有一些依賴引線鍵合或使用倒裝晶片的BGA封裝方式。
引線鍵合封裝供不應求
很多DDIC（顯示器驅動晶片）以及TDDI（觸控與顯示驅動器整合晶片）等被廣泛使用的晶片產品都使用引線鍵合的封裝方式。去年，一些PC製造商抱怨第四季度的DDIC和TDDI的供應不足影響了顯示器和膝上型電腦的出貨量。
此前Digitimes報道，到目前為止，像日月光這樣全球排名第一的晶片封裝公司，還有包括超豐電子、華泰、菱生在內的 OSAT公司的引線鍵合封裝的交貨時間已經延長了兩個月甚至是三個月，不過OSAT公司們沒有對此給予回應。
加購用於引線鍵合的裝置的原本比較容易，但由於封裝產能吃緊，日月光橫掃了上千臺打線機臺，交貨期大幅度拉昇至半年以上，導致引線鍵合封裝變得困難。例如庫力索法（Kulicke&Soffa;）以及ASM Pacific Technology的交貨時間就延長了9個月。同時，生產用於DDIC和TDDI的測試裝置供應商Advantest的交貨時間也延長至6個月以上。
如果沒有足夠的引線鍵合能力，一些顯示器和PC製造商將有至少二分之一的的關鍵元件繼續遭受缺貨困擾。因此他們將不得不尋找其他的零件來源，他們的供應商也不得不尋找替代的組裝和合作夥伴，但這兩種方法也都將花費掉大量時間。
ABF基板生產良率低
除了引線鍵合能力不足對晶片封裝的衝擊外，封裝載板尤其是ABF基板的不足也成為晶片封裝產能供不應求的原因之一。
在IC封裝的上游材料中，IC載板成本佔比30%，基板又佔IC載板成本的30%以上，因此基板便成為IC載板最大的成本端。作為IC載板的原材料之一，基板又可分為硬質基板、柔性薄膜基板和陶瓷基板，其中硬質基板在消費電子領域應用作為廣泛。
硬質基板材料包括BT樹脂、ABF和MIS，三種材料依賴於自身的特點適用於封裝不同的晶片。其中，由Intel主導研發的ABF基材，相比BT基材可用於做線路較細、適合高腳數高傳輸的IC，多用於CPU、GPU和SoC等大型高階晶片。
早期ABF載板應用在電腦、遊戲機的CPU較多，隨著智慧手機的出現和晶片封裝技術的變化，ABF產業曾陷入過低潮，但近年來5G及AI的興起，高能效應用越來越多，ABF需求迴歸。
自去年下半年，ABF載板供需吃緊。根據DigiTimes的資料，目前臺灣供應商欣興電子、南亞塑膠以及景碩科技的ABF載板生產良率大約70%或更低，幾家公司正在逐步努力擴大產量，但從2021年到2022年，它們的產能大概只能提升10%左右。
據報道，欣興電子正在考慮重新利用其受損的生產設施之一來生產ABF載板，但是該計劃尚未有確切的啟動時間，因此新工廠上線至少要一年後。不過，兩家公司目前都未證實此事。報道還稱，在很大的程度上，ABF載板近一年內如此小幅度的增長是因為現在ABF基板製造工具的交貨期延長。
因為高階晶片的需求全面增加，處理器開發人員自然會優先考慮高階產品，例如超級計算機、資料中心、伺服器和高階客戶端PC，ABF載板供應商自然也會在生產中優先考慮生產高階基板。因此入門級和中端處理器所需的基板進一步縮小，市場短缺加劇。
晶片缺貨是否是一場災難？
在晶片產業，關鍵零器件的短缺已經不是第一次了。
近年來，英特爾14nm製造工藝需求爆滿，行業內Intel CPU供應緊張，公司自然選擇生產其高階至強可擴充套件處理器以及Core i5/i7/i9處理器，而不是面向中端和低端PC的入門級Core i3，Pentium或SoC。儘管PC製造商對此並不滿意，但他們也沒有做出強烈的反饋，這次情況變得不一樣了。
一些製造商的封裝測試能力不足和ABF基板供應緊張，正嚴重影響著晶片的供貨情況。但裝置製造商的交貨期提前表明，這些封裝測試公司能夠更早獲得必要的工具，減輕OSAT供應商們的負擔，整合裝置製造商（IDM）至少可以生產行業所需的晶片。
不過，無論是哪種情況，對於PC、伺服器和其他型別裝置的高需求都意味著更高的價格，因此在接下來的幾個季度中，許多產品的成本將持續上漲。
本文編譯自https://www.tomshardware.com/news/chip-packaging-affect-supply-processors
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