全球封测市场大幅增长,先进封装成为增长点

电子芯技术 2022-05-09

集成电路封装半导体封装晶圆

2092 字丨阅读本文需 6 分钟

2019年全球封测市场整体规模超过300亿美元,保持稳定增长,预计2023年将超过400亿美元。全球封测市场集中度较高,前十大厂商市场份额占比达到80%,前三大企业市占率达到46.1%,其中主要是中国大陆和台湾厂商。

集成电路产业链涵盖集成电路设计、制造以及封装测试。封测行业位于集成电路产业链末端,包括封装和测试,两者有许多步骤会交叉进行,所以通常放在一起简称为“封测”。

1、全球封测市场大幅增长

在全球集成电路行业专业化分工背景下,除了少部分一体化IDM厂商(一家完成设计、制造、封测)外,Fabless+分工模式成为主流,设计、制造、封测由专门厂商完成。

2019年全球封测市场整体规模超过300亿美元,保持稳定增长,预计2023年将超过400亿美元。全球封测市场集中度较高,前十大厂商市场份额占比达到80%,前三大企业市占率达到46.1%,其中主要是中国大陆和台湾厂商。

根据中国半导体行业协会数据,2019年国内封装测试业收入为2067亿人民币,同比增长5.2%,中国厂商在全球市场份额占比超过20%。

在2020年第三季度全球十大封装测试企业营收排名中,长电科技、天水华天和通富微电分别名列第三、第六和第七名。受益于新冠疫情带来的在线经济活跃发展,集成电路产品终端需求强劲;加之美国禁售华为芯片导致产业链急单大幅增多,2020年三季度全球前十大封测厂商营收增长12.9%达到67.59亿美元。江苏长电营收减少是由于会计准则调整,调整前营收仍有超过10%的增长。从2020年中国大陆封测厂商财务预测来看,江苏长电、通富微电、天水华天净利润分别为12.3亿元人民币、6.5-7.5亿元、3.2-4.2亿元,净利润增长可观。

从封测行业发展历程可以看出,中国大陆封测产业借助成本优势承接产业转移,依靠国内电子产业链的快速发展及广阔需求场景,已经进入全球第一梯队。目前国内有大量外资、台资封测厂商,在国产替代背景下,大陆本土封测厂将有更加广阔的发展空间。

随着摩尔定律发展放缓,晶圆代工更小尺寸工艺节点开发难度更大、成本更高。产业将目光转向后道封装技术的升级上,通过先进封装实现集成电路对尺寸、集成度等要素的需求,先进封装技术已经成为集成电路产业进一步发展的重点突破方向。

封测产业是中国半导体领域优势最突出的子行业,在当前国产半导体产业链中,国产化程度最高、行业发展最为成熟。2022年,中国封测产业景气度持续攀升,下游市场需求提升,来自5G建设、消费电子、汽车电子等热点应用的拉动,使封测企业产能利用率基本维持满载。

总体来看,封测企业净利润表现改善的因素主要包括国内外客户需求旺盛,订单饱和、产能保持在高水位,继而通过规模化生产有效降低成本。

2、先进封装成为增长点

封装是集成电路产业链中赚钱最难的行业,需要通过不断加大投资来赚取每一块钱上的边际增量,更多通过规模和资源的推动市占率提升利润,规模效应使得龙头增速快于小企业。

先进封装主要有两个技术路径:

一是通过接线、基板安装等环节技术的变化实现成品尺寸的减少,主要包括倒装FC、晶圆级封装WLP等方式。传统封装中芯片是通过粘片和引线键合两个工序正面连接在基板上,倒装FC直接通过芯片上呈阵列排布的凸点(Bump)倒扣在基板并实现电气互联,晶圆级封装则是先对整片晶圆进行封装测试后再进行切割。这一路径能够使最终的成品与裸片尺寸尽可能一致,减少其他多余器件并提高连接速度。

二是通过异构集成的方式实现系统微型化,实现芯片成品的多样功能性,主要包括SiP、3D封装等方式。这一路径的实现方式是利用多种堆叠及集成技术及在垂直空间的互连结构,将具有不同功能的芯片和原件集成到封装成品中。这一路径能够最大限度优化集成电路产品系统性能、避免重复封装,从而降低成本、减少最终产品尺寸。

摩尔定律之下,芯片制程的特征尺寸逐渐接近物理极限,于是为了延续摩尔定律,行业越来越注重提升封装技术。先进封装已经成为封装技术迭代的主要动力。随着处理器对性能、速度、小型化的需求越来越高,以倒装、2.5D/3D封装、晶圆级封装、Sip(系统级封装)为代表的先进封装势头强劲。

基于先进封装集成芯片已经成为高性能芯片的首选。根据产品需求选出适配的芯片,再用集成芯片技术整合成产品,能够满足未来多样性市场的需求。

具体来看,先进封装较传统封装,提升了芯片产品的集成密度和互联速度,降低了设计门槛,优化了功能搭配的灵活性。例如倒装将芯片与衬底互联,缩短了互联长度,实现了芯片性能增强和散热、可靠性的改善。SiP将不同芯片或模块以排列或堆叠的方式集成到一个封装组件中,从而提升了芯片集成性和功能整合的灵活性,并缩短了产品上市周期。

在技术创新、技术产业化和生态建设的过程中,产业界需要有很强大的科研实力。从前瞻研究走向市场应用,产业界需要进行再次创新,拥有更多的科学研究积累。底层技术和基础产业坚守并且获得支持,才是产业走得好、走得稳的重要基础。

集成电路传统封装以焊线封装为主,包括层压封装、引脚封装等,近年来倒装FC、晶圆级封装WLP、3D封装、系统级封装SIP等先进封装迅速发展。2018年先进封装占全部封装市场的42.1%,年均复合增速是传统封装的4倍,预计2024年先进封装市场规模将与传统封装市场持平。同时,传统封装时代的封测厂商主要依靠成本优势进行市场竞争,经营利润低,先进封装带来的资金和技术门槛,将大大提高封测厂商的利润空间。

如今,站在“起跑线”上的中国封测企业,正蓄势待发准备奔跑,未来几年,国内先进封装的产能和技术水平将会有较大幅度提升。同时,封测企业可以同各个设备、材料等企业协同发展,建设一个完善的产业生态,全面提升综合竞争力。

文章来源: 克洛智动未来,行业报告研究院

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