2022年初，踌躇满志的三星打算在代工市场中大展身手。
当时的三星，同时受到了高通、英伟达和特斯拉三个大客户的青睐，赢得了高通骁龙 888 系列和英伟达的 Ampere 芯片的新订单，从代工龙头台积电身上连割好几块肉，甚至在台积电宣布小幅涨价后，三星自己也大手一挥，把晶圆价格上调了 20%。
不过三星似乎很明确自己与台积电相比在代工上的弱点，除了前段的先进制程外，在后段的先进封装上，二者差距也相当大，尤其是在扇出型封装上，光台积电一家就占据了过半的市场，三星却只有0.7%，这还没算上如今正火爆的CoWoS 2.5D封装。
2020 年全球扇出型封装市场份额(来源：Yole Development)
三星的做法是改革加挖人，2021年底，三星在DS部门总裁庆桂显(Kyung Kye-hyun)的直接领导下成立了先进封装商业化特别任务组(TF)，后续升级先进封装事业团队，并三星先后从英特尔聘请了负责研究极紫外(EUV)技术的副总裁李尚勋(Lee Sang-hoon)，从苹果聘请金佑炳(Kim Woo-pyung)担任美国封装解决方案中心负责人。
当然，最引人瞩目的是2022年3月，三星聘请了前台积电封装业务高管林俊成担任半导体部门先进封装事业团队副总裁，由他来负责在团队先进封装技术的开发工作。
林俊成的在封装行业的履历非常豪华，在1999年和2017年担任台积电研发副处长期间，统筹申请了450多项美国专利，并对台积电目前擅长的CoWoS和InFO-PoP等封装技术的发展做出了重要贡献，还成功为台积电争取到了苹果的合作大单，离开台积电后，他又转战美光后，协助研发团队建立了3D IC先进封装开发产品线，后续还加盟了设备公司天虹科技工作，为这家封装设备厂商的转型发展贡献了重要的力量。
对于三星来说，林俊成的加盟只是庞大计划中的一环，这家以存储闻名的韩国公司，想要在封装市场中与台积电分庭抗礼，实现所谓的弯道超车。
成也封装，败也封装
三星曾是让台积电和张忠谋都望之生畏的对手，因为它是全球唯一一家拥有全部内存、逻辑代工和封装业务的公司，在一个屋顶下造芯片，这种优势让它有了傲视同行的最大资本。
尽管三星在晶圆代工上从未真正超越过台积电，但在更早些时候，三星凭借在存储领域相关技术的积累，反而展现出了自己在封装领域的优势。
早在2005年，三星就宣布了将推出八层堆叠晶圆的封装技术，而在2010年发布的iPhone 4上，大家终于得以一见这项技术的端倪。
根据外媒拆解，在32GB版本的iPhone 4中，内部有一颗来自三星的闪存，型号为K9PFG08U5M，根据产品编号解码，这是一款256Gb的MLC(多层单元)NAND闪存设备，当把芯片从电路板上拆下并进行X光检查后，可以清晰地看到八层晶圆堆叠。
该封装(包括基板在内)总厚度约为0.93mm，而晶圆堆叠部分约为670µm，晶圆厚度在55至70µm之间，最厚的晶圆位于底部。相比2005年宣布的1.4mm厚度，虽然尚未达到最薄，但依旧令人印象深刻。
当仔细观察切面时，最令人惊讶的是顶部引线键合环与顶部表面的距离如此之近，引线直径为25µm，而距离封装表面的距离不到10µm，这意味着封装材料在当时已经被压缩到极致。
以今天的眼光来看，包括iPhone在内智能手机的成功不仅得益于制程发展，还离不开封装工艺的进步，上述还只是三星在NAND这一产品上的封装技术展现。
真正让三星封装映入大众眼帘的，还得是iPhone所搭载的处理器，它们都用了同一项三星封装技术——PoP(层叠式)封装。
PoP在今天早已司空见惯，但在寸土寸金的智能手机上，能将DRAM和SoC集成在一起的PoP就是一项不可或缺的重要技术，与传统封装相比，PoP封装能占用较少的基板，而较小的尺寸与较少的重量反过来又减小了电路板面积，且与DRAM较短的互联能实现更快的数据传输速率，兼顾节约成本与更优性能。
而这一技术，直接让三星轻松赢下了A6与A7处理器的订单，一度让台积电和张忠谋怀疑起人生。
2011年，台积电争抢A6处理器订单落败，原因众说纷纭。当时最普遍的说法，是台积电的制程技术虽领先三星至少半个月，但苹果被三星的IP给绑住，要释单给台积电，最快得等到重新设计的A7。
然而，一位三星主管却告诉韩国媒体，真正理由是台积电的制程不稳。某位台湾业界人士转述从苹果内部得到的消息，表示这个不稳，指的问题应该不是一般认知的前段逻辑电路制程，而出在后段的3D封装部分，这就是台积电落败的主要原因。
“台积电试了两个月，做不到，这等于给张忠谋一个很大的巴掌。”这位业界人士表示。
彼时台积电和三星早已是水火不容的关系，在一次张忠谋与记者的聊天中，有记者提问，“张董事长，您说三星是可敬的对手，我想请问……”，话还没说完，张忠谋就马上反驳，“我没说三星是‘可敬’的对手，我说的是，三星是‘可畏’的对手!”
接下来，这位记者又提到一次，三星是可敬的对手，向来沉稳的张忠谋，此时已有点不悦地说，“我说他是可畏的对手，不是可敬的对手，可畏的英文是formidable。请各位不要搞错了。”
后面记者又提到第三次，张忠谋很不爽地说，“我再三强调，三星是可畏，并不可敬，难道你是三星派来的卧底吗?”
一个小场景，充分道出了台积电与三星的紧张关系，为了应对三星的挑战，争取到苹果这个至关重要的盟友与客户，台积电开始全力押注先进封装。
2011年10月26日，在台积电第三季法说会上，张忠谋在报告完先进制程进度后，出乎众人意料地报告起最近才决定的商业模式，即所谓的CoWoS(Chip On Wafer On Substrate)，其将逻辑芯片和DRAM放在硅中介层(interposer)上面，最后封装在基板上。
CoWoS本质上其实是3D封装技术的一个简易的版本，一般称之为2.5D，张忠谋提到，“靠着这个技术，我们的商业模式将是提供全套服务，我们打算做整颗芯片!”
这一点在当时的台湾封测行业掀起了轩然大波，曾经的合作伙伴一下子就变成了竞争对手，代工龙头不仅吃掉了晶圆制造市场的大部分龙头，现在还想把手伸进封测行业的碗里。
但在韩国国内，这一消息却并未得到重视，这是因为当时韩国企业关注的重点是占出口 10%以上的存储芯片，导致了包括封装在内的下游部门受到的关注相对较少，包括三星和海力士更注重于减小半导体的电路线宽，将封装等后段工艺视为技术含量较低的技术。
在台积电开始进军先进封装的2012年，三星决定停止对核心技术以外的后段设施进行新的投资，并将日益增长的后处理设施外包给其他公司，根据韩媒数据，韩国在2012年封装市场的销售份额仅为 3%，一定程度上也展示出了三星等韩国半导体企业对于封装的漠视。
但台积电五年磨一剑，最终推出了晶圆级封装CoWoS和inFO-PoP(即FOWLP)，后者成为了台积电夺得A10处理器全部订单的关键。
来自台积电的先进封装技术，帮助苹果自研处理器进入了新的阶段。System Plus Consulting团队发现，A10处理器的厚度不到0.3毫米，且具备更好的内存集成能力。“台积电和苹果开发的3D元件将厚度显著削减了30%，相比传统PoP封装系统(如三星的Exynos 8处理器或采用Shinko的MCeP和铜焊球技术封装的高通骁龙820处理器)更具优势。”System Plus Consulting的射频与先进封装成本工程师Stéphane Elisabeth评论道。
Yole指出，台积电充分利用inFO技术作为WLP平台的优势，消除了昂贵的制造环节，使得苹果A10处理器的成本大幅降低。凭借台积电在FOWLP(扇出型晶圆级封装)和inFO技术上的大量投资，WLP格局发生了变化，复杂应用的PoP集成如今可以在大批量生产中通过扇出封装平台实现。
在台积电高调炫耀自己的inFO和CoWoS这两大封装之际，三星却陷入到了窘迫之中，因为大家忽然发现，自己在现阶段完全拿不出对应的先进封装技术，和先进制程一样，封装技术同样需要经过缜密的布局，一方面要有专利的制程，另一方面也需要重新引入产线，并不是什么一朝一夕就能构建出来的东西。
2017年年初时，尽管三星争取到了高通这位大客户，拿下了骁龙835这一大订单，但却对高通的FOWLP封装需求束手无策，最终只能选择外包，骁龙835的后段封装最终分别由星科金朋(STATS ChipPAC)和安靠科技(Amkor Technology)来承接。
当时，韩媒表示，三星电子与三星电机正在合作开发比FOWLP生产效率更高的扇出型面板级封装(FOPLP)技术，但量产良率尚未成熟。
直到2018年底的Exynos 9110，三星才推出了自己的第一代FOPLP，但这一更先进的技术并未在手机领域得到青睐，尽管在2019年三星电子就以 7850 亿韩元(约合 5.81 亿美元)从三星电机手中收购了 PLP 业务，但截至目前其主要应用在以Galaxy Watch为代表的智能穿戴领域中，远不如大红大紫的FOWLP那么赚钱。
大规模外包封装，忽视后段工艺，最终让三星丢失苹果订单，在与台积电的较量中败下阵来。
失魂落魄的三星
可能很多人都有疑问，先不提门槛较高的CoWoS，为什么三星会选择放弃相对较为简单的FOWLP，转而去啃FOPLP这块硬骨头呢?
三星也有自己的一番苦衷，韩媒指出，由于英飞凌(Infineon)、高通(Qualcomm，旗下NXP和Freescale)、eWLB技术的发明者艾普科技(epic technologies)以及台积电等公司持有该领域的核心专利，因此三星需要在研发(R&D)和政府层面寻求规避这些专利的支持方案。
“在FOWLP领域，规避艾普科技的专利并不容易，考虑到我们在技术开发上的相对滞后，政府的支持将是必要的。”韩国电子通信研究院(ETRI)的崔光成博士在专利厅和次世代半导体研究会主办的“2016次世代半导体知识产权论坛”上接受记者采访时表示。
他指出：“在主动元件(Active Device)中实现FOWLP并不容易，但台积电意识到了后端工序的重要性，并进行了积极投资。其为了规避竞争对手的专利，采用了面朝上的(face-up)方式，而非面朝下(face-down)。预计三星也将采用相同方式，关键在于如何实现差异化。”
崔光成所说的专利技术是一方面，而在专利之外，市场也是至关重要的因素。
回过头来看，台积电为什么敢大力投资先进封装，为什么三星要外包先进封装，核心原因就是客户，只要客户愿意买单，那么台积电的先进封装产线就始终会有较高的利用率，而三星在晶圆代工部门都磕磕绊绊的情况下，贸然花重金建设产线，极有可能难以回收成本。
总而言之，不是三星看不到FOWLP的重要性，而是客户有限，难以在市场中立足。早在2017年，三星就从英特尔挖角封装专家Oh Kyung-seok来加速发展WLP技术，并在2018年打算将三星面板位于韩国天安市的液晶面板厂改为封装厂，打算在工厂内量产2.5D和扇出型封装，但直到2024年的Exynos 2400处理器，我们才得以见到三星自己的FOWLP技术。
背后的原因不难猜到，正是内部阻力让先进封装始终得不到重视，2022年，三星曾计划向天安市半导体晶圆厂投资约2000亿韩元(约1.65亿美元)，建立FOWLP产线，但却遭到一众高管的质疑，反对的理由就是没有“关键客户”，需求无法确保，即便建立FOWLP产线，该产线也无法被充分利用。
但三星不可能不做出改变，因为三星一直引以为傲的交钥匙服务，当初能在一个屋顶下生产芯片的优势，已经悄然被台积电所取代，如果不对先进封装做出更多回应，仅仅靠先进制程早已不足以从台积电那里招徕客户了。
尽管在WLP上进展缓慢，但在2018年之后，三星还是在封装代工中建立了一套较为完整的解决方案，沿着水平集成和垂直集成两种方向，先后研发出三大先进封装技术：I-Cube、H-Cube和X-Cube。
据三星介绍，I-Cube是一种2.5D封装解决方案，其中的芯片并排放置在中介层上。为提高计算性能，I-Cube的客户通常会要求增加中介层面积。对此，三星推出两种I-Cube 方案：I-CubeS和I-CubeE;
H-Cube的全称为“混合式Cube”(Hybrid Cube)，是三星推出的另一种2.5D封装解决方案。该方案旨在解决半导体行业目前面临的单元印制电路板(PCB) 严重短缺问题;
X-Cube是一种全3D封装解决方案，采用芯片垂直堆叠技术。其通过微凸块或更先进的铜键合技术，将两块垂直堆叠的裸片连接起来，其在2024年开始量产微凸块类型的X-Cube产品，2026年开始量产铜键合类型的X-Cube产品。
但可惜的是，在2022年至2024年这个节点，留给三星发展先进封装的机会已经不多了。
根据台积电的财报，其在2023年的先进封装总营收超过60亿美元，在全球外包封装市场中位居第二，倘若只看先进封装，台积电早已是毋庸置疑的No.1。
而三星呢，虽然三星没有披露过先进封装的收入，但在2024年3月的三星年度股东大会上三星电子的CEO兼半导体部门负责人庆桂显(Kye Hyun Kyung)表示，预期三星先进封装产品将在2024年带来1亿美元以上的收入，其表示，三星的投资最快将在今年下半年展现成果。
1亿美元对60亿美元，即便是最自信的三星员工，在看到这一悬殊差距后都会心生绝望。
更让人感到不安的是，这1亿美元可能还是庆桂显往多了算的，因为他后面还立下了军令状，
要在2~3年内重新夺回半导体世界第一的位置，在股东指出HBM(高带宽内存)的研发滞后时，庆桂显回答称“正为不再发生这样的情况而做准备，很快就会取得可见的成果”。
在后两项都没实现的情况下，先进封装的1亿美元又有多少水分就可想而知了。
对于现在的三星来说，当初砸钱进入先进封装，是想在代工市场中分一杯羹，但当投资迟迟未获得对应回报时，权衡之后就只能挥泪斩马谡了。
去年年底，韩国业界消息传出，三星近日着手进行先进封装供应链的整顿工作，以加强封装竞争力为目标，除了检视现有供应链，并也打算建立一个新的供应链体系。
报道指出，三星首先瞄准设备，一开始将以性能放在首位，不考虑现有业务关系或合作，其甚至尝试退回已购设备，虽然部分设备已经为了建设封装生产线而购买，但现在又重新考虑这些设备的性能和适用性。多位消息人士透露，三星将以从零检讨的态度进行全面审查，最终目标是推动供应链多元化，包括更换现有的供应链。
这意味着三星又要走回2012年的老路，不再考虑重金研发和建设产线，而是把更多封装业务外包出去。
而就在前几天，本文开头所提到的副总裁林俊成也已因与三星电子半导体部门的合同到期，于去年12月31日离职，他的离去或许宣告了一场封装较量的结束。
2022年时三星曾在行业繁荣时许下的雄心壮志，已经在2024年成为了一场梦幻泡影。
三星，何去何从
现在的三星，颇有些顾头不顾腚的感觉，先进封装的搁浅甚至排不进问题的前三。
首先是HBM，直到目前还处在追赶海力士的过程中，HBM3E还未获得英伟达的认可，然后是DRAM，目前在第六代10nm生产进度上，三星也落后于海力士，最后是NAND，300层NAND由海力士率先推出，给三星带来了更多危机感。
走出存储市场，在代工市场里，三星也在走下坡路，目前三星靠低价拿到特斯拉与谷歌的代工订单，但特斯拉下一代全自动驾驶芯片将会转移到台积电，谷歌也有同样的盘算，对这两个客户而言，三星可能更多只是个验证芯片设计可行性的低价试验场，而不是个可以长期经营的代工伙伴。
在外包封装的大趋势下，三星的代工业务只会进一步减少吸引力，下一个被整顿的恐怕就是晶圆制造部门，再回想到当年14nm的弯道超车，让人不胜唏嘘。
本文转载自“半导体行业观察”，智通财经编辑：陈宇锋。
精彩评论