半导体周报(国科龙晖整理)-0115

1. 行业新闻及动态

（1）半导体设计

据报道称，Apple正在推进更换博通和高通制造的iPhone无线通信芯片并制造自己的显示器的计划。金融时报最近撰文分析，这些变化还有一段路要走，但它们是看似势不可挡的进程的一部分，Apple已经掌控了iPhone和iPad以及越来越多的Mac中的芯片“大脑”。

据业内消息人士透露，博通已向台积电下了3nm芯片订单，与苹果、高通、联发科、英伟达和AMD一起排队等待台积电的N3和N3E工艺制程。据台媒电子时报报道，消息人士称，尽管市场猜测博通可能会在2025年之前失去苹果的蜂窝调制解调器芯片订单，但博通已经在2022年与台积电签订了3nm芯片生产订单。台积电于2022年12月29日在中国台湾南部科学园（STSP）的18号晶圆厂新址举行了3nm量产扩产仪式，台积电董事长刘德音在仪式上表示，目前3nm制程良率，已与5nm量产同期相当，已大量生产，并帮助客户开发新产品，相较于5nm，3nm制程逻辑密度增加60%，相同速度下功耗降低30-35%，是世界上最先进的技术。

英特尔现在与Meta合作，提供一种新的串联方式，使用其AX1690Wi-Fi6E芯片时将利用名为双连接技术（DCT）的新技术，可以让芯片同时保持两个独立的Wi-Fi连接，用户的PC或笔记本电脑可以直接连接到头显，同时仍然通过路由器保持互联网连接。

通快光子元件公司（TRUMPFPhotonicComponents）宣布将与丹麦RSPSystems公司合作提供垂直腔面发射激光器（VCSEL）技术，双方有望带来首个临床相关的可穿戴无创葡萄糖传感器。根据国际糖尿病联合会的数据，全球约有5．4亿成年人患有糖尿病，其中一半尚未确诊，到2030年，受影响的人数预计将增加到6．43亿，到2045年将增加到7．83亿，这一趋势也带动了传感可穿戴市场的迅速发展。

昂纳科技完成新一轮战略融资。据介绍，公司目前是全球最大的光通信器件、模块和子系统供应商之一，并在光芯片、硅光、光学镀膜及光电封装多个高科技领域领先。

研究机构TrendForce日前预测，随着德仪（TI）新产能陆续释放，2023年上半年全球电源管理芯片产能将提升4.7%，而需求则仍然受到备货淡季、消费电子需求疲软等因素影响，多数细分产品将持续带来降价压力，预期上半年报价将续降5-10%，而车规产品表现将依然稳健。

据TrendForce集邦咨询研究显示，由于多数供应商已开始减产，2023年第一季NANDFlash价格季跌幅将收敛至10~15%，削价竞争也在原厂启动减产后获控制。其中，由于NANDFlashWafer已近现金成本，跌幅将是最先获控制的产品，EnterpriseSSD作为原厂消耗库存的重要市场，且利润空间较大，是跌幅最深的产品。

（2）半导体制造及封测

据外媒报道，沪硅产业子公司Okmetic在芬兰万塔（Vantaa）的硅片制造项目日前已破土动工。据此前报道，该项目总投资约4亿欧元，将建设200mm特色硅片工厂，Okmetic现为世界第七大硅片制造商，专门生产用于制造MEMS、传感器、RF滤波器和功率半导体的特色工艺硅晶圆，该公司于2016年被中资收购，并于去年5月宣布了扩产计划，目前，Okmetic拥有约600名员工，2021年的净销售额为1.28亿欧元，新项目投资预算大约是其年销售额的三倍。

（3）半导体设备及材料

据半导体设备供应商的消息人士透露，台积电和格芯美国工厂将获得美国大量政府补贴，以支付工厂运营成本。台积电亚利桑那州晶圆厂于12月初举行了首批机台设备到厂典礼，计划一期将于2024年上线，届时将进入4nm芯片生产阶段，二期计划于2026年开始生产3nm工艺，总预算攀升至400亿美元。消息人士表示，凭借充足的政府补贴和税收优惠以及客户的长期订单承诺，台积电和格芯将能从其新的美国工厂中获得可观的利润。

（4）其它

达摩院2023十大科技趋势发布，生成式AI、Chiplet模块化设计封装、全新云计算体系架构等技术入选。达摩院认为，全球科技日趋显现出交叉融合发展的新态势，尤其在信息与通信技术（ICT）领域酝酿的新裂变，将为科技产业革新注入动力，颠覆性的科技突破也许百年才得一遇，持续性的迭代创新则以日进一寸的累积改变着日常生活，进入2023年，达摩院预测，基于技术迭代与产业应用的融合创新，将驱动AI、云计算、芯片等领域实现阶段性跃迁。

多方消息显示比亚迪拟投资超过2.5亿美元在越南建厂生产汽车零部件，计划在2023年年中以前开始动工。

台积电发布2022年第四季度财报，台积电第四季度净利润同比增长了78%，达到2959亿元新台币，营收同比增长了42.7%，达到6255.3亿元新台币，台积电预计今年资本支出在320亿美元至360亿美元区间，较去年362.9亿美元减少，今年资本支出约70%将用在先进制程，20%用在特殊制程，10%用在先进封装和光罩生产等领域。

英飞凌宣布，已与Micross达成最终协议，英飞凌将向Micross出售其HiRelDC-DC转换器业务，包括混合和定制板载电源产品。英飞凌官方表示，此次出售将使英飞凌能够扩大其对高可靠性市场核心半导体开发的关注和投资，同时不再强调需要为高可靠性行业提供更多定制产品的业务，该交易预计将于2023年第一季度完成。

据外媒UKTN此前报道，总部位于英国的剑桥的半导体公司Flusso已被一家中国实体以2800万英镑（约合人民币2.3亿元）全资收购。Flusso主要开发MEMS流量传感器技术，曾于2020年6月完成了由ParkwalkAdvisors领投的A轮融资，于当年推出了其首款产品FLS110，目前英国保守党代表已写信给英国商务大臣GrantShapps，呼吁英国政府对于该收购案进行审查。

2. 本周话题：半导体封测环节

从制造工艺角度看，集成电路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。完成晶圆芯片的封装加工和测试后，封测企业将芯片成品交付给客户，获得收入和利润。

 

集成电路封测在产业链中的角色

 

资料来源：晶方科技招股说明书，东莞证券研究所

封测包含封装和测试两个环节。集成电路封测是集成电路产品制造的后道工序，指将通过测试的晶圆按产品型号及功能需求加工得到独立集成电路的过程，可分为封装与测试两个环节。从价值占比看，根据Gartner数据，集成电路封装环节价值占比约为80%-85%，测试环节价值占比约为15%-20%。

集成电路封装：将通过测试的晶圆加工得到独立芯片的过程，使电路芯片免受周围环境的影响（包括物理、化学的影响），起着保护芯片、增强导热（散热）性能、实现电气和物理连接、功率分配、信号分配，以沟通芯片内部与外部电路的作用，它是集成电路和系统级板如印制板（PCB）互连实现电子产品功能的桥梁。通常认为，集成电路封装主要有电气特性的保持、芯片保护、应力缓和及尺寸调整配合四大功能。

 

集成电路封装实现的四大功能

 

资料来源：甬矽电子招股说明书，东莞证券研究所

集成电路测试：主要是对芯片产品的性能和功能进行测试，并挑选出功能、性能不符合要求的产品。封测环节的测试工艺包括后道检测中的晶圆检测（CP）及成品检测（FT）。

 

集成电路测试的主要内容

 

资料来源：利扬芯片招股说明书，东莞证券研究所

半导体封装

芯片封装的实质：

传统意义的芯片封装一般指安放集成电路芯片所用的封装壳体，它同时可包含将晶圆切片与不同类型的芯片管脚架及封装材料形成不同外形的封装体的过程。从物理层面看，它的基本作用为：为集成电路芯片提供稳定的安放环境，保护芯片不受外部恶劣条件（例如灰尘，水气）的影响。从电性层面看，芯片封装同时也是芯片与外界电路进行信息交互的链路，它需要在芯片与外界电路间建立低噪声、低延迟的信号回路。

然而不论封装技术如何发展，归根到底，芯片封装技术都是采用某种连接方式把晶圆切片上的管脚与引线框架以及封装壳或者封装基板上的管脚相连构成芯片。而封装的本质就是规避外界负面因素对芯片内部电路的影响，同时将芯片与外部电路连接，当然也同样为了使芯片易于使用和运输。芯片封装技术越来越先进，管角间距越来越小，管脚密度却越来越高，芯片封装对温度变化的耐受性越来越好，可靠性越来越高。另外一个重要的指标就是看芯片与封装面积的比例。

此外，封装技术中的一个主要问题是芯片占用面积，即芯片占用的印刷电路板（PCB）的面积。从早期的DIP封装，当前主流的CSP封装，芯片与封装的面积比可达1:1.14，已经十分接近1:1的理想值。而更先进MCM到SiP封装，从平面堆叠到垂直堆叠，芯片与封装的面积相同的情况下进一步提高性能。

半导体封装技术的发展历史可划分为三个阶段。

第一阶段（20世纪70年代之前）

以通孔插装型封装为主；典型的封装形式包括最初的金属圆形(TO型)封装，以及后来的陶瓷双列直插封装(CDIP)、陶瓷-玻璃双列直插封装(CerDIP)和塑料双列直插封装(PDIP)等；其中的PDIP,由于其性能优良、成本低廉，同时又适于大批量生产而成为这一阶段的主流产品。

第二阶段（20世纪80年代以后）

从通孔插装型封装向表面贴装型封装的转变，从平面两边引线型封装向平面四边引线型封装发展。表面贴装技术被称为电子封装领域的一场革命，得到迅猛发展。与之相适应，一些适应表面贴装技术的封装形式，如塑料有引线片式裁体（PLCC）、塑料四边引线扁平封装（PQFP）、塑料小外形封装（PSOP）以及无引线四边扁平封装（PQFN）等封装形式应运而生，迅速发展。其中的PQFP，由于密度高、引线节距小、成本低并适于表面安装，成为这一时期的主导产品。

第三阶段（20世纪90年代以后）

半导体发展进入超大规模半导体时代，特征尺寸达到0.18-0.25µm，要求半导体封装向更高密度和更高速度方向发展。因此，半导体封装的引线方式从平面四边引线型向平面球栅阵列型封装发展，引线技术从金属引线向微型焊球方向发展。在此背景下，焊球阵列封装（BGA）获得迅猛发展，并成为主流产品。BGA按封装基板不同可分为塑料焊球阵列封装（PBGA），陶瓷焊球阵列封装（CBGA），载带焊球阵列封装（TBGA），带散热器焊球阵列封装(EBGA)，以及倒装芯片焊球阵列封装（FC-BGA）等。

为适应手机、笔记本电脑等便携式电子产品小、轻、薄、低成本等需求，在BGA的基础上又发展了芯片级封装（CSP）;CSP又包括引线框架型CSP、柔性插入板CSP、刚性插入板CSP、园片级CSP等各种形式，目前处于快速发展阶段。

同时，多芯片组件（MCM）和系统封装（SiP）也在蓬勃发展，这可能孕育着电子封装的下一场革命性变革。MCM按照基板材料的不同分为多层陶瓷基板MCM（MCM-C）、多层薄膜基板MCM（MCM-D）、多层印制板MCM（MCM-L）和厚薄膜混合基板MCM（MCM-C/D）等多种形式。SiP是为整机系统小型化的需要，提高半导体功能和密度而发展起来的。SiP使用成熟的组装和互连技术，把各种集成电路如CMOS电路、GaAs电路、SiGe电路或者光电子器件、MEMS器件以及各类无源元件如电阻、电容、电感等集成到一个封装体内，实现整机系统的功能。

目前，半导体封装处于第三阶段的成熟期与快速增长期，以BGA/CSP等主要封装形式开始进入规模化生产阶段。同时，以SiP和MCM为主要发展方向的第四次技术变革处于孕育阶段。

半导体封装材料：半导体元件的封接或封装方式分为气密性封装和树脂封装两大类，气密性封装又可分为金属封装、陶瓷封装和玻璃封装。封接和封装的目的是与外部温度、湿度、气氛等环境隔绝，除了起保护和电气绝缘作用外，同时还起向外散热及应力缓和作用。一般来说，气密性封装可靠性高，但价格也高。目前由于封装技术及材料的改进，树脂封装已占绝对优势，但在有些特殊领域（军工、航空、航天、航海等），气密性封装是必不可少的。

按封装材料可划分为：金属封装、陶瓷封装（C）、塑料封装（P）。采用前两种封装的半导体产品主要用于航天、航空及军事领域，而塑料封装的半导体产品在民用领域得到了广泛的应用。目前树脂封装已占世界集成电路封装市场的98%，97%以上的半导体器件的封装都采用树脂封装，在消费类电路和器件领域基本上是树脂封装一统天下，而90%以上的塑封料是环氧树脂塑封料和环氧液体灌封料。

集成电路封装材料门槛相对较低，我国已基本实现国产替代。封测行业上游不仅包含晶圆制造企业，还包含半导体封装材料供应商。半导体封装材料包括芯片粘结材料、封装基板、引线框架、陶瓷基板、键合线及包装材料等，其中封装基板市场规模最大。根据头豹研究院数据，2018年国内芯片粘结材料、封装基板、引线框架、陶瓷基板、键合线及包封材料市场规模占比分别为3.9%、38.2%、15.8%、11.3%、13.9%和15.0%。与晶圆制造材料相比，集成电路封装材料的门槛相对较低，我国已基本实现国产替代。

半导体测试

半导体测试：主要是对芯片产品的性能和功能进行测试，并挑选出功能、性能不符合要求的产品。封测环节的测试工艺包括后道检测中的晶圆检测（CP）及成品检测（FT）。

CP测试也叫晶圆测试，也是封装前芯片的电性调试，它的测试对象是晶圆上的每一个晶粒（Die），主要测试内容是功能和电性参数测试该测试是为了验证整片晶圆上的每一个晶粒是否都能基本满足芯片的特征或者设计规格书的指标。简单来说就是对晶圆进行验收测试，防止不达标的晶粒进入封装环节，从而达到减少封装成本浪费的目的。这时候就需要借助一个装置——探针台探针台是一个实现晶圆的测试脚与测试设备连接的转接装置，探针与芯片上的焊垫或凸块进行直接接触，导出芯片讯号，再配合周边测试仪器与软件控制，就能实现自动化量测晶圆。

FT测试也叫功能测试，它是芯片出厂前的最后一道拦截，测试对象是封装好的芯片，测试项与CP测试一样都是针对功能和电性参数的验证。测试目的是避免在晶圆r切割时导致损伤或者切割后引线键合异常的芯片直接流出，目的就是用来检测fab厂制造的工艺水平。需要注意的是，因为CP测试和FT测试的测试项目类似，所以需要的测试仪表基本相同，但是由于测试对象处于芯片制造的不同过程，装载连接方式不同，因此配套设备会有所不同

作为核心部分的测试仪表要执行的电性参数测试和功能测试，一般主要包含以下三个方面的测试：

DC参数测试：主要是测量各种情况下的电压、电流参数，验证芯片是否符合设计规范，测试项一般包括开/短路测试（Open/Short）、输入脚漏电流(IIH/IIL)、输出脚高阻抗漏电流(IOZ)、输入转换电平(VIL，VIH)、 输出驱动测量(VOH，IOH，VOL，IOL)、耗电流(IDD)、输出脚短路电流(IOS等)。这些参数测量一般分步进行，以一个主频500MHz的数字芯片举例，其DC测试流程如下

资料来源：科达半导体公众号

AC参数测试：主要是针对芯片装换状态时的时序关系进行测试，验证芯片是否符合设计规范，包含的测试项有传输延迟时间、建立时间、保持时间、访问时间、刷新时间、暂停时间、上升和下降时间等。AC参数测试的流程一般是先基于芯片交流参数规格定义设定好信号时序，同时确认每一路信号的波形，再执行一段包括必要逻辑功能的测试向量，确保所有的交流参数都能被测试执行。

功能测试：主要是验证电路的逻辑功能是否正确的运行，测试项包括芯片的逻辑运算、信号处理、控制、存储、发射等。值得一提的是，除了逻辑验证外，不同的芯片还有自身特定的接口功能测试项，如射频类芯片需要对RF类接口功能进行验证，CIS类芯片需要对图像类MIPI接口功能进行测试。

市场空间

全球集成电路企业生产模式：可分为IDM模式和Foundry模式。集成电路的制造企业的经营模式主要包括两种：一种是IDM模式，即垂直整合制造模式，代表性公司包括英特尔、索尼、海力士和美光等，其业务涵盖了集成电路设计、制造和封测的每一环节；另一种是Foundry模式，即晶圆代工模式，仅专注于集成电路制造环节，并将集成电路封装、测试委托给下游专业封测厂商进行代工，代表性企业包括台积电、中芯国际等。

一般来说，垂直整合制造（IDM）模式下的集成电路企业不仅包括集成电路设计部门、晶圆制造厂，还包括下游的封装测试厂，属于重资产经营模式，对企业的研发能力、资金实力和技术水平都具有较高要求，在晶圆制程和封装技术方面难以保持先进性；而Foundry模式则源于产业链的专业化分工，从上游到下游形成无晶圆厂设计公司（Fabless企业）、晶圆代工企业和封装测试企业。与传统IDM模式相比，分工细化的模式使得成本更加节约，资源更加专注，有效降低了行业的投资门槛，是近年来集成电路产业最重要的模式变化。为了应对激烈的市场竞争，大型半导体IDM公司逐步将封装测试环节剥离交由专业的封测公司处理，封测行业变成集成电路行业中一个独立子行业。在集成电路行业专业化、分工化的发展趋势下，将有更多的晶圆制造和集成电路封测订单从传统IDM厂商流出，对下游封测企业构成利好。随着上游高附加值的芯片设计行业加快发展，也更有利于推进处于产业链下游的集成电路测试行业的发展。

根据中国半导体行业协会数据，2021年上半年我国集成电路累计实现销售额4,102.9亿元，同比增长15.93%。从各产业链环节看，2021年上半年我国集成电路设计、制造和封测环节销售额分别为1,766.40亿元、1,171.80亿元和1,164.70亿元，占集成电路总销售额比重分别为43.05%、28.56%和28.39%。从国内集成电路结构来看，我国集成电路设计、制造和封测三个环节齐头并进发展，专业化分工趋势明显。

国内集成电路设计、制造、封测业销售额（亿元）

资料来源：中国半导体行业协会，东莞证券研究所

在半导体产业转移、人力资源成本优势、税收优惠等因素促进下，全球集成电路封测厂逐渐向亚太地区转移，目前亚太地区占全球集成电路封测市场80%以上的份额。根据市场调研机构Yole统计数据，全球集成电路封测市场长期保持平稳增长，从2011年的455亿美元增至2019年的564亿美元，年均复合增长率为2.72%。同全球集成电路封测行业相比，我国封测行业增速较快。根据中国半导体行业协会统计数据，2009年至2019年，我国封测行业年均复合增长率为16.78%，占全球封测市场份额比例也在不断提升。

 

2011-2019年全球封测市场规模

 

资料来源：ICInsights，Yole，东莞证券研究所

竞争格局

在集成电路设计和制造环节，我国和世界顶尖水平差距较大，特别是在制造领域最为薄弱，而封测环节则为我国集成电路三大领域最为强势的环节。近年来，国内封测龙头企业通过自主研发和并购重组，在先进封装领域正逐渐缩小同国际先进企业的技术差距。我国封测企业在集成电路国际市场分工中已有了较强的市场竞争力，有能力参与国际市场竞争。根据ittbank数据，2021年全球营收前十大封测厂商排名中，有三家企业位于中国大陆，分别为长电科技、通富微电和华天科技。

 

2021年全球前十大封装测试企业

 

资料来源：TrendForce，东莞证券研究所

根据甬矽电子招股说明书，目前中国大陆已成为全球最大的集成电路终端产品消费市场和制造基地，受益集成电路产业加速向大陆转移的趋势，全球晶圆制造产能也不断向中国大陆转移，诸如台积电、中芯国际、长江存储等企业在中国大陆大力投资建厂。

长电科技（600584）

公司成立于1998年，并于2003年在上交所主板上市，总部位于江苏省无锡市。公司是全球领先的集成电路封装测试厂商，主营业务包括集成电路的系统集成、设计仿真、技术开发、产品认证、晶圆中测、晶圆级中道封装测试、系统级封装测试、芯片成品测试并可向世界各地的半导体客户提供直运服务。根据芯思想研究院（ChipInsights）发布的2021年全球封测十强榜单，长电科技2021年预估营收为309.53亿人民币，同比增长16.96%，营收规模在全球前十大OSAT中排名第三，在中国大陆位列第一。

2016-2020年，公司营业收入从19.15亿元增长至26.46亿元，年复合增长率为8.42%，归母净利润从1.06亿元增长至13.04亿元，年复合增长率为87.28%。公司近年来毛利率、净利率总体呈上升趋势，其中毛利率从19Q4的12.85%上升至21Q3的18.80%，净利率从19Q4的3.78%上升至21Q3的9.80%。截至21Q3，公司近8个季度的毛利率平均值为15.95%，净利率平均值为6.43%。

华天科技（002185）

公司成立于1998年，并于2007年在深交所上市，总部位于甘肃天水。公司主营业务为集成电路封装测试，目前集成电路封装产品主要包括DIP/SDIP、SOT、SOP、SSOP、TSSOP/ETSSOP、QFP/LQFP/TQFP、QFN/DFN、BGA/LGA、FC、MCM(MCP)、SiP、WLP、TSV、Bumping、MEMS、Fan-Out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。根据芯思想研究院（ChipInsights）发布的2021年全球封测十强榜单，华天科技2021年预估营收为119.67亿人民币，同比增长42.77%，营收规模在全球前十大OSAT中位列第六，在中国大陆位列第三。

2016-2020年，公司营业收入从5.48亿元增长至8.38亿元，年复合增长率为11.20%，归母净利润从3.91亿元增长至7.02亿元，年复合增长率为15.76%。公司近年来毛利率、净利率稳中有升，其中毛利率从19Q4的22.19%上升至21Q3的25.59%，净利率从19Q4的5.14%上升至21Q3的14.45%。截至21Q3，公司近8个季度的毛利率平均值为23.12%，净利率平均值为10.74%。

通富微电（002156）

公司成立于1994年，并于2007年在深交所上市，总部位于江苏南通。公司主营业务为集成电路封装与测试，持续在高性能计算、5G通讯产品、存储器和显示驱动等领域布局，并于AMD、联发科、卓胜微、长鑫存储等国内外细分领域头部客户保持紧密合作，在SoC、MCU、电源管理、功率器件和天线通讯产品等高成长领域持续深耕。以AMD为例，公司与AMD形成“合资+合作”的模式，2020年超过50%收入来自AMD。根据芯思想研究院（ChipInsights）发布的2021年全球封测十强榜单，通富微电2021年预估营收为145.37亿人民币，同比增长34.99%，营收规模在全球前十大OSAT中位列第五，在中国大陆位列第二。

2016-2020年，公司营业收入从4.59亿元增长至10.77亿元，年复合增长率为23.77%，归母净利润从1.81亿元增长至3.38亿元，年复合增长率为16.90%。公司近年来毛利率、净利率稳中有升，其中毛利率从19Q4的15.74%上升至21Q3的20.03%，净利率从19Q4的2.38%上升至21Q3的7.40%。截至21Q3，公司近8个季度的毛利率平均值为16.66%，净利率平均值为4.40%。

免责声明：本文章不涉及投资建议，仅供分享观点所用。

参考资料：

东莞证券：电子行业半导体封测专题报告：封测行业景气高企，先进封装驱动未来成长

华创证券：通富微电-002156-深度研究报告：国产封测领军企业，大客户赋能加速成长

公众号：导电高研远：干货分享丨超全的半导体封装技术解析

公众号：深圳市深科达半导体科技有限公司：关于半导体测试的那些事