<link href="url de la imágen" type="image/gif" rel="icon" />

http://www.darkneo2k4.com/index.php/tutoriales/favicon-animado/

Los favicon soporta varios (ignoro si todos) los formatos de imagen siguientes: png (type="image/png"), .gif (type="image/gif"), .ico. (etc.).
Porc cierto, los favicons soportan trasnparencias.

Favicon animado

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