半导体周报(国科龙晖整理)-0806

创建时间:2023-08-14 17:34

一、行业动态及新闻:

1半导体制造及封测:

财联社8月6日电,中瓷电子在互动平台表示,公司精密陶瓷零部件是采用氧化铝、氮化铝等先进陶瓷经精密加工后制备的半导体设备用核心零部件,具有高强度、耐腐蚀、高精度等优异性能,应用于刻蚀机、涂胶显影机、光刻机、离子注入机等半导体关键设备中。公司已开发了精密陶瓷零部件用氧化铝、氮化铝核心材料和配套的金属化体系,建立了完善的精密陶瓷零部件制造工艺平台,开发的陶瓷加热盘产品核心技术指标已达到国际同类产品水平并通过用户验证,实现了关键零部件的国产化,已批量应用于国产半导体关键设备中。

 

财联社8月3日电,据日本执政党半导体议会小组领导人称,日本政府将承担台积电熊本南部第二家工厂的很大部分费用。自民党半导体小组的主席和秘书长Akira Amari和Yoshihiro Seki表示,政府已承诺为台积电熊本南部首家工厂承担一半成本,不可能不给第二家工厂支持。Amari表示,首家工厂的支持力度非同小可,正常会为此类项目提供三分之一的补贴。

 

财联社8月3日电,意法半导体官微宣布,已开始量产能够简化高效功率转换系统设计的增强模式PowerGaN HEMT(高电子迁移率晶体管)器件,先期推出的两款产品SGT120R65AL和SGT65R65AL现已上市,采用PowerFLAT 5x6 HV封装。在接下来的几个月里,意法半导体还将推出新款PowerGaN产品,即车规器件,以及更多的功率封装形式,包括PowerFLAT 8x8 DSC和LFPAK 12x12大功率封装。

 

《科创板日报》2日讯,据报道,由于全球终端需求持续疲软,韩国半导体IDM厂商减少了传统晶圆封装量,影响到了半导体封测代工厂,加上ChatGPT带动的AI热潮尚未给这类代工厂带来显著收益,韩国半导体封测代工厂产能利用率降至50%以下。

 

2半导体设备:

根据各公司官网数据统计,2022年ASML、Cannon、Nikon光刻机销量分别为345、176、38台,ASML光刻机销量远超其余两家之和,为Cannon、Nikon合计销量1.6倍。从提供光刻机类别层面分析,ASML为EUV光刻机唯一供应商,ASML与Nikon均可提供ArFi、ArF光刻机。根据日本限制条件,在光刻设备中用于处理晶圆的步进重复式、步进扫描式光刻机设备(光源波长为193nm以上、且光源波长乘以0.25再除以数值孔径得到数值为45及以下)受到管制,故Nikon NSR(Immersion & MP)平台光刻机均包含在内,型号包括NSR-S635E、S631E及S622D均受到管制,中国已无法从日本进口ArFi光刻机。根据荷兰新出口管制条例规定,ASML生产的最先进浸润式DUV系统NXT:2000i及后续NXT:2050i浸润式光刻机将受到限制。

 

3其他:

财联社8月3日电,东南大学物理学院教授孙悦今日凌晨在B站发布视频称,其团队在110 K(-163.15 ℃)以下,常压观测到LK-99材料出现零电阻。孙悦在视频中表示,其所在团队在110 K以下成功地观测到了零电阻,这可能是它存在超导电性的一个很重要的证据,但他们并没有证实发现了室温超导体。该团队一共测量了六片样品,仅在一片样品中观测到了零电阻,其他样品大多数产生的为半导体行为。此外,团队对这块观测到零电阻的样品做了迈斯纳效应测量,即完全抗磁性测量,并未观测到这一样品存在完全抗磁性。

 

韩国《朝鲜日报》8月2日报道称,中国自8月1日起对生产半导体所需的关键材料镓和锗实施出口管制。就在管制生效当天,韩国产业通商资源部召开了镓、锗供应链检查会议。报道称,韩国已经开始为中国相关措施长期化或品类扩大的可能性做准备。 “中国出口管制镓锗动摇韩国半导体根基,”《韩国经济》报道称,随着中国开始对镓和锗进行出口管制,预计将对韩国半导体产业产生不小的影响。

 

 

 

二、本周话题——半导体封测技术

半导体制造产业链从上至下可分为设计、制造和封测三大环节,其中集成电路封测是集成电路产品制造的后道工序。绝大部分芯片设计公司采用 Fabless 模式,本身无晶圆制造环节和封装厂测试环节,其完成芯片设计后,将版图交给晶圆代工厂制造晶圆,晶圆完工后交给下游封测企业,封测企业根据客户要求的封装类型和技术参数,将芯片裸晶加工成可直接装配在 PCB 电路板上的集成电路元器件。封装完成后,根据客户要求,对芯片产品的电压、电流、时间、温度、电阻、电容、频率、脉宽、占空比等参数进行专业测试。

半导体产业示意图

 

资料来源:芯源微招股说明书,国泰君安证券研究

封装测试是半导体产业链的重要组成部分,在产业链环节中主要进行已制作完成的集成电路裸晶圆的封装与检测工作,包含封装与测试两个主要环节,是集成电路制造的后道工序。其中,封装主要是将芯片进行内外电气连接以及为芯片提供外部物理保护,测试则主要针对晶圆和成品芯片进行各项参数的检测,最终为客户提供完整的、可销售的芯片成品。

 

封装测试环节示意图

 

资料来源:半导体封测年会《中国集成电路制造产业现状与展望》(叶甜春,2021 CICD),长江证券研究所

 

半导体封装:

封装主要是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封,使芯片电路与外部器件实现电气连接,为芯片提供机械物理保护。封装有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,可以减少空气中的微粒等外部环境对裸芯片电气性能的影响;此外,通过将芯片上的接点用导线连接到封测外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接,实现内部芯片与外部电路的连接。经过封装的芯片可以在更高的温度环境下工作,抵御物理损害与化学腐蚀,带来更佳的性能表现与耐用度,同时也更便于运输和安装。

 

半导体封装流程图

 

资料来源:CSDN,长江证券研究所

封装技术逐步从传统封装向先进封装过渡,进入后摩尔定律时代。最初的封装技术指传统封装,对晶圆片进行切割后再进行加工,主要利用引线键合和插脚等形式使内部电路与外部器件实现连接,相关技术包括单列直插封装 ( SIP )、双列直插封装 (DIP )、方型扁平式封装 (OFP )、插针网格阵列封装(PGA)、小晶体管外形封装 (SOT) 等。随着半导体技术逐渐逼近硅工艺尺寸的极限,晶圆制程技术节点的推进已经难以满足摩尔定律的要求,工艺开始转向系统级、晶圆级等先进封装技术进行创新,以进一步实现电子产品功能化、轻型化、小型化、低功耗和异质集成的特点。其中具有代表性的技术为多芯片组件封装 (MCM)、系统级封装 (SIP )、3D 封装和芯片级尺寸封装 (CSP)等,这些先进封装技术正在越来越多地应用到电子产品中。

 

(一)、主要封装技术介绍:

1SIP系统级封装 SIP封装技术是一种将多个独立的半导体芯片(或其他器件)集成在一个封装内的技术。是一种高度集成的封装技术,旨在实现更小、更轻、更高性能、更低功耗的电子产品。SIP封装技术有助于提高电子设备的性能和可靠性,同时减少封装面积,降低系统成本。通过将多个芯片或功能模块放入同一个封装内,可以实现更高的集成度,并减少电路连接的长度,从而减少信号传输的损耗,提高系统的整体性能。因此SIP主要特点为:高度集成;小尺寸;低功耗;高性能;更低的电感和电阻。

SIP封装技术可以结合不同种类的芯片,例如处理器、内存、射频(RF)芯片、传感器等,形成一个功能完整的系统。这些芯片可以通过晶片间的连接实现相互通信和数据交换。

技术形式:(1)、2.5D封装:在一块硅基板上堆叠多个芯片,通过硅基板上的互连技术实现芯片之间的连接。(2)、3D封装:将多个芯片垂直堆叠在一起,通过晶片间的垂直连接技术实现芯片之间的通信。(3)、无线封装:将多个芯片封装在一个单一的封装内,并使用无线通信技术进行数据传输。

 

资料来源:互联网公开资料整理

2DIPDIP封装的特点是具有两个并列的引脚排列在封装的两侧,通常每一列都有一个相同数量的引脚。引脚通常是直线排列,因此得名"直插封"。DIP封装的引脚可以通过直接插入通孔(PCB)或插座与电路板连接,这使得元器件的安装和拆卸相对简单,适用于手动和自动化焊接工艺。

DIP封装有不同的变种,根据引脚数量和排列方式的不同,可以分为以下几种类型:DIP-8:8个引脚的DIP封装,常用于一些简单的集成电路和二极管。DIP-14:14个引脚的DIP封装,较常见的封装类型,广泛用于集成电路和线性器件。DIP-16:16个引脚的DIP封装,用于多种电子元器件。DIP-20:20个引脚的DIP封装,通常用于复杂的集成电路。DIP-40:40个引脚的DIP封装,适用于高密度的集成电路和微控制器。

DIP封装的优点是成本较低,易于焊接和替换。但随着电子技术的发展,更小尺寸、高密度的封装类型如SMD(表面贴装器件)封装逐渐取代了一部分DIP封装的应用,因为SMD封装能更好地适应紧凑的电子设备设计和高密度的电路集成需求。

 

资料来源:互联网公开资料整理

3、MCMMCM封装将多个半导体芯片或其他功能模块集成在一个封装内,形成一个独立的模块,通过晶片间的互连技术实现芯片之间的通信和数据交换。MCM封装可以包含多种不同类型的芯片,例如处理器、内存、射频(RF)芯片、传感器等,这些芯片可以具有不同的功能,通过互连技术相互协作,构成一个功能完整的系统。

MCM封装的主要特点和优势包括:高度集成:多个芯片在一个封装内集成,实现更高的集成度,减少电路连接长度,提高系统性能。小尺寸:相比传统封装,MCM封装可以实现更小、更轻的设备,适用于小型和便携式产品。低功耗:通过短距离的晶片间连接,减少功耗和信号传输损耗。高性能:减少信号传输路径,提高系统性能和响应速度。热性能优越:芯片之间的近距离排列和互连有助于优化热传导性能,减少热阻,提高散热效率。可靠性:减少元器件之间的焊接点,降低故障率,提高系统的可靠性。低电感和电阻:减少集成电路中的电感和电阻,有利于高频应用和信号完整性。

 

MCM封装示意图

 

资料来源:互联网公开资料整理

4、3D封装:通过垂直堆叠多个芯片或器件,形成一个三维结构,从而实现高度集成和高性能的电子产品。这种封装方式将多个芯片层叠在一起,并通过晶片间的垂直连接技术实现芯片之间的通信和数据交换。

3D封装的主要形式包括以下几种:3D IC(三维集成电路):在一块硅基板上层叠多个芯片,通过晶片间的垂直互连实现芯片之间的通信。这种封装方式可以将处理器、内存和其他功能模块集成在一个封装内,提高系统性能和节省空间。2.5D封装:在一块硅基板上堆叠多个芯片,但不直接在硅基板上进行互连,而是通过硅基板上的互连通孔实现芯片之间的连接。这种方式可以用于在不同的芯片之间传递高速信号,减少信号传输损耗。3D SiP(三维系统级封装):将多个不同类型的芯片或功能模块层叠在一起,形成一个功能完整的系统。这种封装方式可以将处理器、射频芯片、传感器等集成在一个封装内,实现高度集成的系统。

 

3D封装示意图

资料来源:互联网公开资料整理

5CSPCSP封装技术(Chip Scale Package)是一种高度集成的半导体封装技术,它允许将集成电路芯片封装成非常小巧的尺寸,接近或等于芯片本身的尺寸。CSP封装旨在实现更小、更轻、更高性能、更低功耗的电子产品。

CSP封装的主要特点包括:小尺寸:CSP封装的尺寸非常小,通常接近或等于芯片的尺寸,因此可以显著减小整个电子产品的体积。低封装高度:CSP封装的高度相对较低,适合在空间受限的电路板上使用,例如智能手机、平板电脑等便携式设备。短信号传输路径:由于封装尺寸小,信号传输路径短,可以减少信号传输损耗和延迟,提高系统性能。低功耗:封装尺寸小,信号传输路径短,可以减少功耗。高集成度:CSP封装可以实现多芯片的高度集成,将多个芯片集成在一个小封装内,形成功能完整的系统。

CSP封装技术有不同的类型,其中最常见的是WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package):是一种直接在硅晶圆上对芯片进行封装的技术,不需要切割晶圆,封装过程在晶圆上完成,然后分开切割成单个封装。这种封装技术具有更高的生产效率和更小的封装尺寸。FOWLP(Fan-Out Wafer Level Package):是一种类似于WLCSP的技术,它在硅晶圆上进行多个芯片的封装,并通过封装胶将它们分开。FOWLP封装在一些高端应用中得到广泛应用。

6、BGABGA(Ball Grid Array)是一种球形网格阵列封装,用于将集成电路芯片连接到印刷电路板(PCB)上。BGA封装的特点是在封装底部有一系列小球形焊球(solder balls),用于与PCB上的焊盘连接。这些焊球提供了可靠的电气连接和机械支撑,因此BGA封装在现代电子产品中得到广泛应用。

BGA封装的主要特点和优势包括:高密度布局:BGA封装的焊球以规则的网格阵列布置在封装底部,因此可以实现高密度的引脚布局,允许更多的引脚连接到芯片,提供更多的功能和性能。低电感:由于焊球连接较短,BGA封装具有较低的电感值,使其适用于高频应用,例如通信设备和处理器等高性能应用。良好的散热性能:焊球连接芯片与PCB,有助于有效地传导和散发热量,提高散热性能。可靠性:焊球提供了可靠的电气连接和机械支撑,使得BGA封装具有较高的可靠性,抗震动和抗冲击性能。自动化生产:BGA封装可以通过自动化设备进行快速和精确的焊接,从而提高生产效率。

BGA封装的应用范围广泛,特别适用于高性能计算、网络设备、服务器、图形处理器(GPU)、系统芯片组等需要高密度布局和大量引脚连接的应用。随着电子技术的不断发展,BGA封装不断进化,包括更小尺寸的微型BGA(μBGA)和高性能的BGA封装类型,以满足不同应用的需求。

 

WB-BGA和FC-BGA示意图

 

资料来源:互联网公开资料整理

(二)、封装设备:

1)传统封装技术所需的设备:传统封装一般指先将晶圆片切割成单个芯片再进行封装的焊线工艺,其主要形式是利用引线框架或基板作为载体,采用引线键合互连的形式使电路与外部器件实现连接。根据 IC咖啡资料,框架引线的主要工艺流程包括背面减薄、晶圆切割、上片、引线键合、塑封、去胶、电镀、切筋成型、打标、光学检测等。基板引线的工艺流程的区别主要是用植球和切割代替了去胶、电镀和切筋成型。框架引线对应所需的主要封装设备包括减薄机、划片机、贴片机、引线键合机、注塑机、去胶机、电镀设备、切筋成型机、激光打标机以及光学检测中的 AOI 设备。而基板引线需要在代替的植球和切割工艺中使用植球机和划片机。

 

传统封装主要设备

 

资料来源:IC 咖啡,国泰君安证券研究

2)先进封装技术所需的设备:先进封装技术需要全新的芯片连接技术和工艺,其是利用凸块(bumping)、倒装(flip)、硅通孔(TSV)和重布线(RDL)等新的连接形式去代替引线键合形式连接内部电路和外部器件,进一步实现电子产品功能化、轻型化、小型化、低功耗和异质集成的特点。根据 IC 咖啡资料,新的连接方式的制造流程包含新型工艺。以长球凸点工艺为例,主要流程为预清洗、UBM 淀积、光刻、镍铜镀层、焊料电镀、去胶、UBM 刻蚀、焊料回流、清洗、外观检测等,涉及到的设备依次为清洗机、PVD 设备、涂胶机、光刻机、显影机、电镀设备、去胶机、刻蚀机、回熔焊接设备、清洗机和 AOI 设备。植球凸点工艺和长球凸点工艺的区别是用UBM刻蚀后的植球工艺代替了UBM刻蚀前的电镀工艺,因此在设备方面主要由植球机代替了电镀设备和去胶机。以 WLCSP 先进封装技术为例,采用 RDL 和 UBM 连接方式,工艺流程为预清洗、聚酰亚胺涂覆、RDL、聚酰亚胺涂覆、UBM 淀积、光刻、铜柱镀层、UBM 刻蚀、植球、焊料回流、清洁和外观检测,其中聚酰亚胺涂覆需要涂覆设备,RDL 和 UBM 需要光刻机、刻蚀机、溅射台和 CVD 设备。

 

先进封装工艺相关设备更为先进

 

资料来源:IC 咖啡,国泰君安证券研究

 

测试:

半导体测试是在半导体芯片制造过程中的重要环节,它用于检测和验证芯片的功能、性能和可靠性。半导体测试的目的是确保芯片在出厂前符合规格和质量标准,以及验证其在实际应用中的稳定性和性能。

半导体测试涉及以下几个主要方面:芯片功能测试:这是最基本的测试阶段,用于验证芯片是否正确执行其设计的功能。测试工程师会通过向芯片输入不同的输入信号并检查输出是否符合预期来完成这一测试。电气特性测试:这是测试芯片的电性能,包括电压、电流、功耗等参数的测量,以确保芯片在各种工作条件下的电气特性都在规定范围内。速度和性能测试:这一阶段测试芯片的速度和性能,包括时钟频率、响应时间、数据传输速度等。测试工程师会对芯片进行各种工作频率和负载条件下的测试。温度测试:温度测试用于评估芯片在不同温度条件下的性能和可靠性。芯片应能在广泛的温度范围内正常工作。可靠性测试:这些测试用于评估芯片在长时间使用和各种应力条件下的可靠性。包括高温老化、温循环、湿热老化等测试。封装测试:封装测试用于确保芯片在最终封装形式下的功能和性能。测试工程师会对封装好的芯片进行验证。

芯片测试分两个阶段,一个是 CP(Chip Probing)测试,也就是晶圆(Wafer)测试,另外一个是 FT(Final Test)测试,也就是把芯片封装好再进行的测试。晶圆测试(CP)可以在芯片封装前把坏的芯片拣选出来,以减少封装和后续测试的成本,成品测试(FT)则是在芯片封装后按照测试规范对电路成品进行全面的电路性能检测以挑选出合格的成品芯片交付给下游用户。半导体产品开发的成功与失败、产品生产的合格与不合格、产品应用的优秀与不良均需要验证与测试,同时工艺改进和良率提升同样需要测试环节反馈的指标参数的支持。

半导体测试通常在制造流程中的不同阶段进行,包括前端测试(wafer test)、中间测试(final test)和封装测试。前端测试在晶圆上进行,中间测试和封装测试在芯片切割和封装之后进行。半导体测试的目的是保证芯片质量,降低不良率,并确保芯片能够稳定、可靠地工作。由于半导体芯片制造的复杂性和高度集成,半导体测试在整个制造过程中起着至关重要的作用。

 

半导体晶圆测试以及成本测试环节

 

资料来源:利扬芯片招股说明书,长江证券研究所

测试设备:测试主要设备为测试机、探针台、分选机和其他设备四大类。测试设备用于检测芯片功能和性能,技术壁垒高,同时客户根据自身产品的不同需求带来对于集成电路测试在测试功能模块,应用程序定制化,平台可延展性等方面要求不断提升。

 

 

封装发展新方向——chiplet

高性能芯片的设计开发成本越来越高。后摩尔时代,通过提升芯片制程来提高芯片性能的难度越来越高,从不同制程芯片的开发成本来看,16nm 芯片开发成本需要1 亿美元,而 7nm 的开发成本则大幅提升至 2.97 亿美元,5nm 芯片的开发成本则相比 7nm 提升 82%,高达 5.40 亿美元。越来越高的高性能芯片研发成本,显然不利于行业的长期健康发展。

为了进一步提升半导体产品性能,先进封装发挥的作用将愈加突出,Chiplet 技术应运而生。Chiplet 意为芯粒通过将系统级芯片 SoC 按照不同功能拆分为不同大小和性能的小芯片,不同的模块,比如 CPU、存储器、模拟接口等,可以采用不同的工艺分别进行生产。因此,Chiplet 模式具有开发周期短、设计灵活性强、设计成本低等特点。

 

基于 Chiplet 的异构架构应用处理器的示意图

 

资料来源:芯原股份,国联证券研究所

Chiplet 在保证性能前提下帮助产品降本增效。由于大芯片面临良率大幅下降的缺陷,因此采用 Chiplet 方案可以提升芯粒良率,从而降低成本,同时可以保证只增加有限的芯片面积。以 AMD Zen1 为例,AMD 将 Zen1 分成 4 个独立模块并重新拼接,在面积只增加 10%的情况下,降低了 40%的量产成本。伴随着 AMD Zen 系列的成功上市,Chiplet 在降本增效方面的优势也得到了充分的证明。

 

Chiplet 对 AMD Zen1 处理器的提升

 

 

资料来源:AMD,奇异摩尔,国联证券研究所

Chiplet 市场规模 2035 年有望达到 570 亿美元。根据 Omdia 的数据,Chiplet的市场规模在 2018 年仅有 6.45 亿美元,2024 年预计可以达到 58 亿美元,2018-2024 年复合增速约为 44%;同时 Omdia 预计 Chiplet 市场规模在 2035 年有望达到570 亿美元,2024-2035 年复合增速约为 23%。

 

行业壁垒:

1、技术壁垒:半导体封测是一项高度专业化和技术密集的领域,需要掌握先进的封测技术和设备。现有的封测企业在技术方面积累了大量经验,具有先进的封测工艺和设备,这对于新进入者来说是一个技术壁垒。

主要体现在以下方面:先进封测工艺:封测工艺需要高度复杂的设备和技术,以确保芯片的可靠性和稳定性。新一代芯片通常采用更小的封装尺寸和更高的集成度,这要求封测公司具备先进的工艺技术,包括更高的精度、更高的可靠性和更低的能耗。封测材料和工艺研发:为了适应不同类型的芯片和不同应用领域的需求,封测公司需要不断研发新的封测材料和工艺,以满足高性能、高可靠性和低成本的要求。三维封测技术:随着半导体技术的不断进步,三维封测技术变得越来越重要。三维封测技术允许多个芯片堆叠在一起,从而提高了集成度和性能。然而,这涉及到新的封测工艺和可靠性挑战,需要具备相关技术的企业才能在这一领域占据优势。大规模生产和自动化:半导体封测行业要求大规模的生产能力,同时需要高度的自动化水平,以确保高效和稳定的生产。拥有大规模生产能力和高度自动化的企业更有竞争优势。封测测试技术:封测测试是确保芯片品质的重要环节,封测公司需要不断提升测试技术,以满足不同芯片的测试需求和提高测试效率。质量和可靠性控制:半导体封测行业对质量和可靠性的要求非常高。拥有严格的质量控制和可靠性测试手段的企业更能获得市场认可。芯片封装标准:不同应用领域对芯片封装的标准和要求有所不同,封测公司需要灵活应对各种标准和要求,这需要丰富的经验和技术能力。

2、资金壁垒:半导体封测过程需要使用高度复杂的设备,包括封装机、测试设备、自动化生产线等。这些设备通常价格昂贵,尤其是随着技术的不断进步,需要更新和升级设备以适应先进封测工艺的要求,这对于新进入市场的公司来说可能是一个较大的资金压力。在半导体封测行业,不断进行研发和技术创新是保持竞争力的关键。企业需要投入大量资金用于新材料、新工艺、新设备的研发,以应对不断变化的市场需求和技术挑战。半导体封测行业通常要求大规模的生产能力,以满足客户的需求。拥有大规模生产能力需要大量的资金投入,包括建设生产线、增加产能、库存管理等。市场推广和销售投入:进入半导体封测市场需要进行市场推广和销售活动,以吸引客户并建立合作关系。这可能涉及广告宣传、参加行业展会、洽谈业务合作等,这些活动都需要资金支持。

3、客户认证壁垒:为了获得客户的信任和合作,封测企业需要通过一系列的认证和审查程序。这些认证和审查旨在确保封测企业具备足够的技术能力、质量管理体系和可靠性保障,以满足客户对封测服务的要求。客户通常要求封测企业通过国际标准组织(如ISO)颁发的质量管理认证,例如ISO 9001。这表明封测企业具备建立和实施有效的质量管理体系,以确保产品的质量和符合客户的要求。在一些特定的应用领域,如汽车电子、医疗电子等,客户可能要求封测企业获得特定的安全认证,例如ISO 26262(汽车电子功能安全标准)。这些认证要求封测企业在产品开发和生产过程中遵循严格的安全标准,以确保产品的可靠性和安全性。封测企业的供应链管理也可能受到客户的审查。客户可能要求企业确保供应链的稳定性和透明性,以确保原材料的质量和可靠性。

 

行业现状:

封装测试全球规模超 700 亿美元。根据中商产业研究院统计,全球集成电路封测市场规模在 2021 年达到 684 亿美元同比增长 15.7%,2016-2021 年复合增速约为 5.8%;预计 2022 年全球封测市场规模将达到 733 亿美元,同比增长 7.2%。根据中国半导体行业协会统计,中国集成电路封测市场规模在 2021 年达到 2763 亿元,同比增长 10.1%,2016-2021 年复合增速约为 12%

全球集成电路封测市场规模(亿美元)     中国集成电路封测市场规模(亿元)

资料来源:中商产业研究院,中国半导体行业协会,国联证券研究所

先进封装市场份额有望持续提升。根据 Yole 的数据,2021 年全球先进封装市场规模约为 374 亿美元,2027 年预计增长至 650 亿美元,2021-2027 年复合增速约为9.6%。而从先进封装的占比来看,2019 年先进封装占整体封装市场的比例约为 43%,2025 年有望提升至接近 50%。

 全球先进封装市场规模(亿美元)                全球先进封装市占率情况

资料来源:Yole,国联证券研究所

封测行业是典型的重资产行业,固定资产占总资产比重高。2022 年,全球前六大封测公司中,日月光的固定资产占总资产比重为 37.91%;安靠、长电科技、通富微电的固定资产占总资产比重分别为 45.96%、49.53%、42.46%;力成科技和华天科技固定资产占总资产比重分别为 54.48%、53.05%。

2022 年全球前六大封测公司固定资产占总资产比重

资料来源:同花顺 iFinD,兴业证券经济与金融研究院整理

封测厂商营收变动与半导体行业景气度具有高度相关性。从规模上看,封测厂商季度营收增长趋势与全球半导体月度销售额基本一致;从同比增速上看,封测厂商季度营收同比增速也与全球半导体月度销售额同比增速存在相似的周期变动。

2008 年至今全球半导体月度销售额与封测厂商季度营收

资料来源:同花顺 iFinD,兴业证券经济与金融研究院整理

 

竞争格局:

封测行业中全球前十大公司合并占据全球 78%的市场份额,竞争格局基本稳定。2022 年前十大封测厂商全球市占率合计 77.99%,前三大封测厂商全球市占率合计 51.90%,行业集中度高。排名前十属于中国的公司市占率合计 60.43%,中国成为全球封测服务的主要提供方。同时,从 2020-2022 年的数据可以看出,全球前十大封测厂商在全球封测产业中的排名及市占率变化不大,地位已经得到巩固,封测行业的竞争格局基本稳定。

2020-2022 年全球封测行业前十大公司市占率

资料来源:ChipInsights,兴业证券经济与金融研究院整理

 

大陆相关企业:

长电科技:

长电科技是全球领先的集成电路制造和技术服务提供商,提供全方位的芯片成

品制造一站式服务。公司掌握 2.5D/3D 集成技术、晶圆级封装技术、系统级封装技术、倒装封装技术等多种先进封装技术,下游领域涵盖网络通讯、移动终端、高性能计算、车载电子、大数据存储、人工智能与物联网、工业智造等诸多领域。公司前身为 1972 年成立的江阴晶体管厂,2000 年改制为江苏长电科技股份有限公司,2003 年公司在上交所主板上市,经过多年发展,公司形成了六大封测生产基地和两大研发中心的产业布局,并在 20 多个国家和地区设有业务机构,成长为全球第三中国大陆第一的半导体封测企业。2023 年 1 月 5 日公司宣布,XDFOI TM Chiplet 高密度多维异构集成系列工艺已按计划进入稳定量产阶段,同步实现国际客户 4nm 节点多芯片系统集成封装产品出货,最大封装体面积约为 1500mm²的系统级封装。

 

通富微电

公司是集成电路封装测试服务提供商,为全球客户提供设计仿真和封装测试一站式服务。公司的产品、技术、服务方位涵盖人工智能、高性能计算、大数据存储、显示驱动、5G 等网络通讯、信,终端、消费终端、物联网、汽车电子、工业控制等领域。半导体行业具有导入周其长且准入门槛高的特点,在通过客户验证形成合作后,业务稳定性较强且客户粘性较大,通富微电经过多年积累拥有优质的全球客户资源。目前,大多数世界前 2强半导体企业和绝大多数国内知名集成电路设计公司都已成为通富微电的客户。司是全球产品覆盖面最广、技术最全面的封测龙头企业之一。2022 年,公司积极调整产品业务结构,加大市场调研与开拓力度,持续服务好大客户,凭借 7nm、5nmFCBGA、Chiplet 等先进技术优势,不断强化与 AMD 等行业领先企业的深度合作巩固和扩大先进产品市占率。

 

华天科技

华天科技成立于 2003 年 12 月 25 日,2007 年 11 月 20 日在深交所成功上市。公司主要从事半导体集成电路、半导体元器件的封装测试业务,主要为客户提供封装设计、封装仿真、引线框封装、基板封装、晶圆级封装、晶圆测试及功能测试、 物流配送等一站式服务。目前公司集成电路封装产品主要有 DIP/SDIP、SOT、SOP、SSOP、TSSOP/ETSSOP、QFP/LQFP/TQFP、QFN/DFN、BGA/LGA、FC、MCM(MCP)、SiP、WLP、TSV、Bumping、MEMS 等多个系列,产品主要应用于计算机、网络通讯、消费电子及智能移动终端、物联网、工业自动化控制、汽车电子等电子整机和智能化领域。2022 年公司持续加大研发投入,完成了 3D FO SiP 封装工艺平台、基于 TCB 工艺的 3D Memory 封装技术的开发;双面塑封技术、激光雷达产品完成工艺验证;基于 232 层 3D NAND Flash Wafer DP 工艺的存储器产品、长宽比达 7.7:1 的侧面指纹、PAMiD 等产品均已实现量产;与客户合作开发 HBPOP 封装技术。 

 

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参考资料:

国联证券:长电科技:国内封测龙头,先进封装引领长期增长

长江证券:景气回暖+Chiplet 加速应用,封测行业多重β演绎长期成长逻辑

国泰君安证券:先进封测产能加速扩张,设备边际需求持续改善

兴业证券:封测行业深度报告:半导体周期复苏带动封测回暖,先进封装成长空间广阔