先進(jìn)封裝:半導(dǎo)體高景氣賽道,產(chǎn)業(yè)鏈龍頭全梳理
隨著電子產(chǎn)品進(jìn)一步朝向小型化與多功能發(fā)展,芯片尺寸越來(lái)越小,芯片種類越來(lái)越多,其中輸出入腳數(shù)大幅增加,使得3D封裝、扇形封裝(FOWLP/PLP)、微間距焊線技術(shù)以及系統(tǒng)封裝(SiP)、Chiplet等技術(shù)的發(fā)展成為延續(xù)摩爾定律的最佳選擇之一,先進(jìn)封裝技術(shù)在整個(gè)封裝市場(chǎng)的占比正在逐步提升,有望成為主流發(fā)展方向。#先進(jìn)封裝#
近年來(lái),先進(jìn)封裝市場(chǎng)增長(zhǎng)顯著,為全球封測(cè)市場(chǎng)貢獻(xiàn)主要增量。
咨詢機(jī)構(gòu)Yole預(yù)計(jì)全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)將在2027年達(dá)到650億美元規(guī)模,2021-2027年間年化復(fù)合增速達(dá)9.6%。
Frost&Sullivan預(yù)計(jì)中國(guó)大陸先進(jìn)封裝市場(chǎng),2025年將增長(zhǎng)至1,136.6億元,2020-2025ECAGR為26.47%。#半導(dǎo)體#
資料來(lái)源:Frost&Sullivan,匯成股份招股書
先進(jìn)封裝行業(yè)概覽
半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)主要分為設(shè)計(jì),制造和封測(cè)三大環(huán)節(jié)。
上游支撐產(chǎn)業(yè)為EDA、半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體設(shè)備,下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)為消費(fèi)電子、通訊產(chǎn)業(yè)等。
其中封測(cè)行業(yè)屬于半導(dǎo)體晶圓前道制造之后的工序,主要分為封裝和測(cè)試兩大細(xì)分環(huán)節(jié)。
半導(dǎo)體封裝技術(shù)發(fā)展大致分為四個(gè)階段,全球封裝技術(shù)的主流處于第三代的成熟期,主要是CSP、BGA封裝技術(shù),目前封測(cè)行業(yè)正在從傳統(tǒng)封裝向先進(jìn)封裝轉(zhuǎn)型。#3月財(cái)經(jīng)新勢(shì)力#
傳統(tǒng)封裝通常指先將圓片切割成單個(gè)芯片,再進(jìn)行封裝的工藝形式。
先進(jìn)封裝指最前沿的封裝形式和技術(shù),工藝包括倒裝焊(Flip Chip)、晶圓級(jí)封裝(WLP) 、2.5D封裝(Interposer)、3D封裝(TSV)、Chiplet等。
先進(jìn)封裝采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路和先進(jìn)的集成工藝,對(duì)芯片進(jìn)行封裝級(jí)重構(gòu),有效地提升了封裝體內(nèi)的功能密度,在單位體積內(nèi)集成了更多的功能單元。并且這些功能單元的互連很短,密度很高,因此性能也得到了很大的提升。
芯片整合已演進(jìn)至2.5D/3D及Chiplet封裝:
先進(jìn)封裝涉及到晶圓研磨薄化、重布線、凸點(diǎn)制作(Bumping)及3D-TSV 等制程,在制程中需要用到刻蝕、沉積等前道設(shè)備,這必然意味著大規(guī)模的資本支出,同時(shí)也意味著半導(dǎo)體中下游產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)分界模糊,相互滲透和拓展。
在工藝節(jié)點(diǎn)不斷推進(jìn)下,制程升級(jí)對(duì)芯片性能提升的邊際收益縮窄,通常在15%左右,而先進(jìn)封裝技術(shù)迭代速度快于制造端。
Chiplet:先進(jìn)封裝技術(shù)代表
Chiplet又稱芯?;蛐⌒酒窍冗M(jìn)封裝技術(shù)的代表。
Chiplet技術(shù)是一種通過(guò)總線和先進(jìn)封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成的封裝形式。
Chiplet將滿足特定功能的裸片通過(guò)die-to-die內(nèi)部互聯(lián)技術(shù),實(shí)現(xiàn)多個(gè)模塊芯片與底層基礎(chǔ)芯片的系統(tǒng)封裝,實(shí)現(xiàn)一種新形式的IP復(fù)用。
目前Chiplet已經(jīng)有少量商業(yè)應(yīng)用,并吸引英特爾和AMD等國(guó)際芯片廠商投入相關(guān)研發(fā),在當(dāng)前SoC遭遇工藝節(jié)點(diǎn)和成本瓶頸的情況下有望發(fā)展成為一種新的芯片生態(tài)。
2022年3月,Chiplet的高速互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)——UCIe(UniversalChiplet Interconnect Express,通用芯?;ヂ?lián)技術(shù))正式推出旨在芯片封裝層面確立互聯(lián) 互通的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),打造一個(gè)開放 性的 Chiplet 生態(tài)系統(tǒng)。在解決Chiplet 標(biāo)準(zhǔn)化方面具有劃時(shí)代意義。
國(guó)內(nèi)企業(yè)中,芯原微電子、超摩科技、芯和半導(dǎo)體、芯耀輝、摩爾精英、燦芯半導(dǎo)體、憶芯科 技、芯耀輝、牛芯半導(dǎo)體、芯云凌、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)、超摩科技、希姆計(jì)算、世芯電子、阿里巴巴、OPPO、愛(ài)普科技、芯動(dòng)科技、藍(lán)洋智能等多家國(guó)內(nèi)企業(yè)已成為 UCIe 聯(lián)盟成員。
先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)格局
中國(guó)大陸封測(cè)市場(chǎng)目前主要以傳統(tǒng)封裝業(yè)務(wù)為主,隨著國(guó)內(nèi)領(lǐng)先廠商不斷通過(guò)海內(nèi)外并購(gòu)及研發(fā)投入,先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)快速發(fā)展。
封測(cè)屬于規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè),現(xiàn)已進(jìn)入成熟期,龍頭之間競(jìng)爭(zhēng)加劇,只有通過(guò)相互整合才能獲得經(jīng)濟(jì)效益,近年來(lái)全球前十的廠商并購(gòu)頻繁,中國(guó)大陸企業(yè)為兼并收購(gòu)的主角,且龍頭之間的互相合并加速。
傳統(tǒng)封測(cè)廠商市場(chǎng)格局:
資料來(lái)源:芯思想研究
長(zhǎng)電科技通過(guò)并購(gòu)原全球第四大廠新加坡星科金朋進(jìn)入封測(cè)業(yè)國(guó)際第一梯隊(duì),但是由于并購(gòu)標(biāo)的減少,龍頭的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈,自主研發(fā)+國(guó)內(nèi)整合將會(huì)成為以后增長(zhǎng)的主要方式。
通富微電在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D堆疊等方面均有布局和儲(chǔ)備。公司已大規(guī)模生產(chǎn) Chiplet 產(chǎn)品,7nm 產(chǎn)品已大規(guī)模量產(chǎn),5nm 產(chǎn)品已完成研發(fā)即將量產(chǎn)。長(zhǎng)電科技是國(guó)內(nèi)封裝 測(cè)試龍頭企業(yè),重點(diǎn)發(fā)展系統(tǒng)級(jí)(SiP)、晶圓級(jí)和 2.5D/3D 等先進(jìn)封裝 技術(shù),并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
華天科技為國(guó)內(nèi)外先進(jìn)封測(cè)龍頭,擁有生產(chǎn)晶圓和封測(cè)技術(shù),明確表示掌握chiplet技術(shù)。
長(zhǎng)川科技是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的集成電路測(cè)試設(shè)備企業(yè), Chiplet 芯粒的測(cè)試與先進(jìn)封裝將為公司帶來(lái)新機(jī)遇。華峰測(cè)控是國(guó)內(nèi)領(lǐng) 先的集成電路測(cè)試設(shè)備企業(yè),同樣受益于 Chiplet 芯粒測(cè)試與先進(jìn)封裝帶來(lái)的機(jī)遇。
興森科技是國(guó)內(nèi) IC 封裝基板領(lǐng)先企業(yè),在應(yīng)用 Chiplet 技術(shù)的先進(jìn)封 裝材料領(lǐng)域有望持續(xù)拓展。華大九天Chiplet 技術(shù)的應(yīng)用需要 EDA 工具 的全面支持,作為國(guó)內(nèi) EDA 龍頭,有望在 Chiplet 領(lǐng)域進(jìn)行拓展。
寒武紀(jì)2022年3月30日回復(fù)稱思元370是寒武紀(jì)首款采用chiplet(芯粒)技術(shù)的AI芯片,采用7nm制程工藝,最大算力高達(dá)256TOPS(INT8),是寒武紀(jì)第二代產(chǎn)品思元270算力的2倍。
產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)布局廠商還包括富滿微、華潤(rùn)微、蘇州固锝、中京電子、同興達(dá)、勁拓股份、佰維存儲(chǔ)、氣派科技、深科達(dá)等。先進(jìn)封裝工藝與設(shè)備布局廠商包括新益昌、德龍激光和光力科技等。
隨著HPC、汽車電子、5G等領(lǐng)域的先進(jìn)封裝需求增加,將帶動(dòng)先進(jìn)封測(cè)需求,提前布局廠商有望率先受益。
展望未來(lái)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,由于中國(guó)與海外先進(jìn)半導(dǎo)體制程的技術(shù)差距,以及美國(guó)限制對(duì)中國(guó)供貨先進(jìn)制程的半導(dǎo)體設(shè)備,Chiplet先進(jìn)封裝或?qū)⒊蔀槊绹?guó)對(duì)中國(guó)14nm及以下先進(jìn)制程芯片“卡脖子”的突破口。國(guó)內(nèi)企業(yè)聚焦產(chǎn)業(yè)趨勢(shì),積極參與融入U(xiǎn)CIe大生態(tài),國(guó)內(nèi)廠商有望在Chiplet行業(yè)技術(shù)上乘勢(shì)而上,實(shí)現(xiàn)美國(guó)對(duì)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)“卡脖子”的突破。
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