半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)深度剖析:現(xiàn)狀、趨勢(shì)與投資機(jī)遇
一、行業(yè)全景洞察 1.1 封測(cè)定義、流程及關(guān)鍵作用
半導(dǎo)體封測(cè)涵蓋封裝與測(cè)試兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。封裝是用特定材料和工藝對(duì)芯片進(jìn)行安放、固定、密封,并連接芯片接點(diǎn)與封裝外殼,涉及晶圓減薄、切割、芯片貼裝、焊接鍵合、塑封等多道工序,其不僅保護(hù)芯片免受外界環(huán)境影響,還實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部功能的外部延伸,對(duì)提升產(chǎn)品性能、降低技術(shù)成本意義重大。測(cè)試則分為封裝前的晶圓測(cè)試和封裝后的芯片成品測(cè)試,通過專業(yè)設(shè)備對(duì)芯片的性能和功能進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè),確保交付產(chǎn)品的質(zhì)量,在控制成本、指導(dǎo)芯片設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn)方面發(fā)揮著不可或缺的作用。
1.2 產(chǎn)業(yè)鏈位置與價(jià)值分布
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的軟硬件材料及設(shè)備、中游的集成電路設(shè)計(jì)與生產(chǎn)以及下游的終端產(chǎn)品應(yīng)用。封測(cè)處于產(chǎn)業(yè)鏈中游的最后一環(huán),在垂直分工模式中,與芯片設(shè)計(jì)廠(Fabless)、晶圓代工廠(Foundry)協(xié)同合作,共同完成芯片從設(shè)計(jì)到成品的過程。從產(chǎn)業(yè)價(jià)值分布來看,世界集成電路產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)、晶圓、封測(cè)的合理占比為 3:4:3。2022 年,中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額中,封測(cè)業(yè)占比 24.9%,處于較為理想的水平。在封測(cè)環(huán)節(jié)內(nèi)部,封裝環(huán)節(jié)價(jià)值占比高達(dá) 80 - 85%,是封測(cè)價(jià)值的主要承載部分。
1.3 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模與競(jìng)爭(zhēng)格局
全球半導(dǎo)體封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模呈穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù) Yole 數(shù)據(jù),2017 - 2022 年,全球半導(dǎo)體封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模從 533 億美元增長(zhǎng)至 815 億美元,預(yù)計(jì) 2023 年達(dá) 822 億美元,2026 年將進(jìn)一步攀升至 961 億美元。全球委外封測(cè)(OSAT)市場(chǎng)集中度高,中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。2022 年,全球委外封測(cè)(OSAT)廠商 Top10 合計(jì)占比 77.98%,其中日月光占比 27.11% 位居榜首,中國(guó)大陸的長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、智路封測(cè)分別位列第 3、4、6、7 名 ,展現(xiàn)出我國(guó)封測(cè)企業(yè)在全球市場(chǎng)的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。
二、先進(jìn)封裝:后摩爾時(shí)代的關(guān)鍵力量 2.1 技術(shù)分類與獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
先進(jìn)封裝技術(shù)種類繁多,主要包括 FC(倒裝芯片)、WLP(晶圓級(jí)封裝)、2.5D 封裝、3D 封裝、SiP(系統(tǒng)級(jí)封裝)等。隨著摩爾定律逐漸逼近物理極限,先進(jìn)封裝憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為提升芯片系統(tǒng)性能的關(guān)鍵路徑。與傳統(tǒng)封裝相比,先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)了從有線連接到無線連接的轉(zhuǎn)變,如采用凸塊、倒裝等技術(shù);封裝層級(jí)從芯片級(jí)拓展到晶圓級(jí),從單芯片發(fā)展到多芯片,從 2D 演進(jìn)至 2.5D/3D,有效縮小了封裝體積,增加了 I/O 數(shù),提升了集成度和性能,同時(shí)降低了成本,滿足了高端芯片對(duì)更小尺寸、更高性能、更低功耗的嚴(yán)格要求。
2.2 市場(chǎng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)與前景
全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模和占比呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2014 - 2022 年,先進(jìn)封裝在全球封裝市場(chǎng)中的占比從 38% 提升至 47.2%,預(yù)計(jì) 2023 年將達(dá)到 48.8%,2026 年將首次超過傳統(tǒng)封裝,占比達(dá) 50.2%。市場(chǎng)規(guī)模方面,2019 年為 290 億美元,2022 年增長(zhǎng)至 378 億美元,預(yù)計(jì) 2023 年將達(dá)到 408 億美元,2026 年將進(jìn)一步增長(zhǎng)至 482 億美元。在全球先進(jìn)封裝領(lǐng)域,日月光、安靠、英特爾、臺(tái)積電、長(zhǎng)電科技、三星、通富微電等企業(yè)占據(jù)重要地位 ,引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展潮流。
三、設(shè)備與材料:產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石 3.1 封測(cè)設(shè)備市場(chǎng)剖析
全球半導(dǎo)體封裝設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模受下游需求波動(dòng)影響明顯。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2022 年市場(chǎng)規(guī)模為 57.8 億美元,2023 年因消費(fèi)電子等下游需求不足,預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將降至 45.9 億美元,隨著 2024 年市場(chǎng)需求回暖,預(yù)計(jì)將回升至 53.4 億美元。在封裝設(shè)備細(xì)分市場(chǎng)中,劃片機(jī)、固晶機(jī)、引線鍵合機(jī)占據(jù)重要地位,占比分別達(dá) 28%、30% 和 23% ,塑封機(jī) & 電鍍機(jī)占比 18%,其他設(shè)備合計(jì)占比 1%。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)知名封裝設(shè)備商較為缺乏,國(guó)產(chǎn)化率不超過 5%,不過在自主可控的大背景下,疊加國(guó)產(chǎn)設(shè)備商不斷取得技術(shù)突破,未來封裝設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率提升空間較大。
3.2 封測(cè)材料市場(chǎng)解讀
全球半導(dǎo)體封裝材料市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定,根據(jù) SEMI、TECHET 和 TechSearch International 數(shù)據(jù),2022 年達(dá)到 280 億美元,占比 38.5%,預(yù)計(jì) 2027 年將增至 298 億美元。其中,封裝基板占比最高,超過 50%,其次是引線框架和鍵合絲,此外還包含包封材料、底部填充物、芯片粘接材料、WLP 電介質(zhì)、WLP 電鍍化學(xué)品等。封測(cè)設(shè)備和材料作為半導(dǎo)體封裝上游的核心環(huán)節(jié),直接決定封裝工藝的成敗,目前雖然已有國(guó)產(chǎn)廠商布局,但整體國(guó)產(chǎn)化率較低,國(guó)產(chǎn)替代需求迫切。
四、封裝技術(shù):傳統(tǒng)與先進(jìn)的交織發(fā)展 4.1 傳統(tǒng)封裝技術(shù)及設(shè)備
傳統(tǒng)封裝設(shè)備主要包括減薄機(jī)、劃片機(jī)、固晶機(jī)、鍵合機(jī)、塑封機(jī)和電鍍機(jī)等。減薄機(jī)分為轉(zhuǎn)臺(tái)式磨削和硅片旋轉(zhuǎn)磨削,先進(jìn)封裝對(duì)芯片厚度要求提升,增加了減薄難度;劃片機(jī)以砂輪劃片機(jī)為主,激光劃片機(jī)用于特殊場(chǎng)景;固晶機(jī)隨著封裝技術(shù)發(fā)展,對(duì)效率和精度要求更高;鍵合機(jī)過去多為引線鍵合,如今晶圓級(jí)封裝推動(dòng)臨時(shí)鍵合 & 解鍵合、混合鍵合等技術(shù)發(fā)展;塑封機(jī)方面,轉(zhuǎn)注封裝用于傳統(tǒng)封裝,先進(jìn)封裝中壓塑封裝是未來趨勢(shì);電鍍機(jī)在先進(jìn)封裝中用于凸塊、RDL、TSV 等金屬銅沉積 。
4.2 先進(jìn)封裝技術(shù)及新增設(shè)備
先進(jìn)封裝區(qū)別于傳統(tǒng)封裝的關(guān)鍵在于增加了前道圖形化工序,涉及 PVD 或 CVD 等薄膜沉積設(shè)備、涂膠顯影設(shè)備、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、電鍍機(jī)等。例如,TSV 技術(shù)需要硅刻蝕鉆孔和 PVD 制作種子銅層,凸塊制作也依賴涂膠顯影、光刻、刻蝕等精細(xì)工藝,以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的間距。
4.3 海外龍頭企業(yè)借鑒
在減薄機(jī)和劃片機(jī)領(lǐng)域,日本 DISCO、東京精密占據(jù)主導(dǎo)地位,二者合計(jì)份額達(dá) 70 - 90% 左右,DISCO 還是切磨拋設(shè)備及刀輪、磨輪耗材的龍頭。國(guó)內(nèi)華海清科、邁為股份、晶盛機(jī)電等企業(yè)布局減薄機(jī),邁為股份、光力科技、大族激光、德龍激光等涉足劃片機(jī)領(lǐng)域。固晶機(jī)市場(chǎng)中,Besi 和 ASM 領(lǐng)先,CR2 約 60%,國(guó)內(nèi)新益昌、快克智能等積極布局。半導(dǎo)體引線鍵合機(jī)領(lǐng)域,海外 K&S(庫力索法)、ASM 是龍頭,CR2 約 80%,國(guó)內(nèi)奧特維等企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng);晶圓鍵合機(jī)方面,奧地利 EVG、德國(guó) SUSS 等企業(yè)占據(jù)主導(dǎo),CR2 約 70%,國(guó)內(nèi)拓荊科技、芯源微等企業(yè)正在發(fā)力 。
五、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與投資建議 5.1 行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)展望 5.1.1 先進(jìn)封裝技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新
隨著摩爾定律逐漸逼近極限,先進(jìn)封裝技術(shù)創(chuàng)新步伐加快。Chiplet 技術(shù)將得到更廣泛應(yīng)用,通過整合不同功能的小芯片,實(shí)現(xiàn)性能提升與成本降低。2.5D/3D 封裝技術(shù)也將不斷進(jìn)步,進(jìn)一步提高芯片集成度,滿足高性能計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域?qū)π酒膰?yán)苛需求。
5.1.2 市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)變化
消費(fèi)電子領(lǐng)域,盡管短期面臨一定壓力,但隨著 5G 手機(jī)、可穿戴設(shè)備等新產(chǎn)品的持續(xù)推出,對(duì)半導(dǎo)體封測(cè)的需求將保持增長(zhǎng)。工業(yè)電子領(lǐng)域,隨著工業(yè)自動(dòng)化和智能化進(jìn)程加速,對(duì)高可靠性、高性能芯片的需求將推動(dòng)封測(cè)行業(yè)發(fā)展。汽車電子領(lǐng)域,新能源汽車和智能駕駛的快速發(fā)展,使得汽車芯片需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng),成為封測(cè)行業(yè)重要的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。
5.1.3 國(guó)產(chǎn)替代加速推進(jìn)
在自主可控的戰(zhàn)略背景下,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體封測(cè)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入,提升技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量,逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的替代。國(guó)家政策也持續(xù)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供有力支持,營(yíng)造良好的發(fā)展環(huán)境,助力國(guó)產(chǎn)封測(cè)企業(yè)在全球市場(chǎng)中占據(jù)更重要的地位。
5.2 投資建議
重點(diǎn)關(guān)注在先進(jìn)封裝、核心封裝設(shè)備及材料領(lǐng)域有突出布局的相關(guān)企業(yè)。封測(cè)領(lǐng)域推薦長(zhǎng)電科技、通富微電、偉測(cè)科技等。長(zhǎng)電科技是全球領(lǐng)先的集成電路制造商和封裝測(cè)試服務(wù)提供商;通富微電封裝業(yè)務(wù)類型豐富,在先進(jìn)封裝領(lǐng)域積極布局;偉測(cè)科技作為獨(dú)立第三方集成電路測(cè)試服務(wù)企業(yè),專注于芯片測(cè)試領(lǐng)域,業(yè)務(wù)廣泛。
設(shè)備領(lǐng)域推薦北方華創(chuàng)、中微公司、盛美上海、華峰測(cè)控、長(zhǎng)川科技、中科飛測(cè)、華封科技(未上市)等。北方華創(chuàng)、中微公司在半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力雄厚;盛美上海在半導(dǎo)體清洗設(shè)備等方面具有優(yōu)勢(shì);華峰測(cè)控是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)供應(yīng)商;長(zhǎng)川科技產(chǎn)品覆蓋多種測(cè)試設(shè)備,技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先;中科飛測(cè)專注于半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備;華封科技在相關(guān)領(lǐng)域也具備一定潛力 。
材料領(lǐng)域推薦華海誠科、鼎龍股份、深南電路、興森科技、艾森股份、上海新陽、聯(lián)瑞新材、飛凱材料、江豐電子等。華海誠科在環(huán)氧塑封料和電子膠黏劑方面有深厚積累;鼎龍股份在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域不斷拓展;深南電路是印制電路板和封裝基板領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè);興森科技圍繞 PCB 和半導(dǎo)體業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展;艾森股份在先進(jìn)封裝材料方面取得突破;上海新陽的半導(dǎo)體工藝材料和涂料產(chǎn)品具有競(jìng)爭(zhēng)力;聯(lián)瑞新材在電子級(jí)硅微粉領(lǐng)域占據(jù)重要地位;飛凱材料和江豐電子也分別在各自細(xì)分領(lǐng)域?yàn)榘雽?dǎo)體封測(cè)提供關(guān)鍵材料支持。
半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)正處于快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,先進(jìn)封裝技術(shù)的崛起、市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)的變化以及國(guó)產(chǎn)替代的加速為行業(yè)帶來了諸多機(jī)遇。投資者可密切關(guān)注上述重點(diǎn)企業(yè),把握行業(yè)發(fā)展紅利,但同時(shí)也要注意行業(yè)面臨的下游需求不及預(yù)期、企業(yè)業(yè)務(wù)開展受阻、先進(jìn)封裝研發(fā)進(jìn)展緩慢、地緣政治以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局惡化等風(fēng)險(xiǎn)。
關(guān)注半導(dǎo)體封裝,可下載PPT《半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)最全報(bào)告(130頁P(yáng)PT)》
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