集成電路封測(cè)包含封裝和測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié)。
其中封裝是將通過(guò)測(cè)試的晶圓加工得到獨(dú)立芯片的過(guò)程,使電路芯片免受周?chē)h(huán)境的影響,起著保護(hù)芯片、增強(qiáng)導(dǎo)熱(散熱)性能、實(shí)現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號(hào)分配,以溝通芯片內(nèi)部與外部電路的作用,它是集成電路和系統(tǒng)級(jí)板如印制板(PCB)互連實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品功能的橋梁,主要有電氣特性的保持、芯片保護(hù)、應(yīng)力緩和及尺寸調(diào)整配合四大功能。
測(cè)試主要是對(duì)芯片產(chǎn)品的性能和功能進(jìn)行測(cè)試,并挑選出功能、性能不符合要求的產(chǎn)品,主要有直流參數(shù)測(cè)試、交流參數(shù)測(cè)試、功能項(xiàng)目測(cè)試、混合信號(hào)模塊測(cè)試、模擬模塊測(cè)試、射頻模塊測(cè)試。
集成電路封測(cè)是集成電路產(chǎn)品制造的后道工序
集成電路是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心,又稱(chēng)IC、芯片,是將晶體管、電阻、電容等電子元器件全部集成在微型基板上并形成電路互聯(lián),成為能執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能的一種微型結(jié)構(gòu),是半導(dǎo)體中的一種。由于集成電路在消費(fèi)電子、高端制造、網(wǎng)絡(luò)通訊、家用電器、物聯(lián)網(wǎng)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,因此已成為了衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一。
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)集成電路封測(cè)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析與未來(lái)投資預(yù)測(cè)報(bào)告(2022-2029年)》顯示,近年來(lái)隨著集成電路的結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨向高度專(zhuān)業(yè)化,分工模式進(jìn)一步細(xì)化,因而從產(chǎn)業(yè)鏈的上游到下游依次形成了集成電路的設(shè)計(jì)、晶圓制造以及封裝測(cè)試三個(gè)子產(chǎn)業(yè)群。

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我國(guó)集成電路行業(yè)發(fā)展相對(duì)較晚,于1965年研制出第一塊硅基數(shù)字集成電路,并且直到20世紀(jì)90年代才真正形成芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測(cè)試的完整產(chǎn)業(yè)鏈,進(jìn)入重點(diǎn)建設(shè)期。
尤其是自全球集成電路行業(yè)開(kāi)始第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移(即向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移)以來(lái),我國(guó)憑借其巨大的消費(fèi)電子市場(chǎng)、龐大的電子制造業(yè)基礎(chǔ)以及勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì),吸引了全球集成電路公司在國(guó)內(nèi)投資。目前我國(guó)已成為全球前沿的集成電路終端產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)和制造基地。
數(shù)據(jù)顯示,2021年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額為10458.3億元,同比增長(zhǎng)18.2%。其中,設(shè)計(jì)業(yè)銷(xiāo)售額為4519億元,同比增長(zhǎng)19.6%;制造業(yè)銷(xiāo)售額為3176.3億元,同比增長(zhǎng)24.1%;封裝測(cè)試業(yè)銷(xiāo)售額2763億元,同比增長(zhǎng)10.1%。預(yù)計(jì)2022年我國(guó)集成電路銷(xiāo)售額將達(dá)11386億元。

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制造方面,近年來(lái)受益于集成電路產(chǎn)業(yè)加速向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移,集成電路進(jìn)口替代也將加快步伐。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù),2021年我國(guó)集成電路總生產(chǎn)量從2011年的761.80億塊增長(zhǎng)至的3,594.30億塊,年復(fù)合增長(zhǎng)率為16.78%;2022年1-2月我國(guó)集成電路產(chǎn)量達(dá)573.3億塊。而作為對(duì)照,2021年國(guó)內(nèi)集成電路進(jìn)口金額從2011年的1,701.99億美元增長(zhǎng)4,325.54億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為4.42%�?梢�(jiàn)近年來(lái)我國(guó)集成電路生產(chǎn)速度快于集成電路進(jìn)口增長(zhǎng)速度,表明我國(guó)集成電路行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代速度加快,集成電路生產(chǎn)量不斷提高,已部分實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

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集成電路封測(cè)業(yè)將充分受益于全球晶圓產(chǎn)能轉(zhuǎn)移帶來(lái)的封測(cè)市場(chǎng)需求傳導(dǎo)
受益集成電路產(chǎn)業(yè)加速向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),全球晶圓制造產(chǎn)能也不斷向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移,諸如臺(tái)積電、中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等企業(yè)在中國(guó)大陸大力投資建廠。有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2020年我國(guó)大陸地區(qū)晶圓產(chǎn)能已從2011年的9%提升至22.8%,成為全球大晶圓生產(chǎn)國(guó)。預(yù)計(jì)2025年,我國(guó)大陸地區(qū)晶圓產(chǎn)能占全球的比例將進(jìn)一步提高。而集成電路封測(cè)業(yè)作為晶圓制造產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié),將充分受益于全球晶圓產(chǎn)能轉(zhuǎn)移帶來(lái)的封測(cè)市場(chǎng)需求傳導(dǎo)。
數(shù)據(jù)顯示,2015-2020年,我國(guó)集成電路封裝測(cè)試行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2017年我國(guó)封裝測(cè)試行業(yè)銷(xiāo)售收入增長(zhǎng)率達(dá)到20.77%,為5年來(lái)的高水平,隨后因部分集成電路封測(cè)企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)型到技術(shù)含量更高的集成電路設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域?qū)е录呻娐贩鉁y(cè)行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)率開(kāi)始下降。2020年我國(guó)集成電路封測(cè)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為2510億元,較2019年同比增長(zhǎng)6.8%。2021年封裝測(cè)試業(yè)銷(xiāo)售額2763億元,同比增長(zhǎng)10.1%。

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先進(jìn)封裝成封測(cè)行業(yè)成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力
1 “摩爾定律”發(fā)展陷入瓶頸,集成電路進(jìn)入后摩爾時(shí)代
在集成電路制程方面,“摩爾定律”認(rèn)為集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔 18-24 個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍。長(zhǎng)期以來(lái),“摩爾定律”一直促進(jìn)著集成電路制程技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,自 1987 年的 1um 制程至 2015 年的 14nm 制程,集成電路制程迭代一直符合“摩爾定律”的規(guī)律。但 2015 年以后,集成電路制程的發(fā)展進(jìn)入了瓶頸,7nm、5nm、3nm 制程的量產(chǎn)進(jìn)度均落后于預(yù)期。隨著臺(tái)積電宣布 2nm 制程工藝實(shí)現(xiàn)突破,集成電路制程工藝已接近物理尺寸的極限,行業(yè)進(jìn)入了“后摩爾時(shí)代”。
2 后摩爾時(shí)代,先進(jìn)封裝成為提升芯片性能的重要途徑
而“后摩爾時(shí)代”制程技術(shù)突破難度較大,工藝制程受成本大幅增長(zhǎng)和技術(shù)壁壘等因素上升改進(jìn)速度放緩。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研 機(jī)構(gòu) ICInsights 統(tǒng)計(jì),28nm 制程節(jié)點(diǎn)的芯片開(kāi)發(fā)成本為 5,130 萬(wàn)美元,16nm 節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā) 成本為 1 億美元,7nm 節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)成本需要 2.97 億美元,而 5nm 節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)成本則上升 至 5.4 億美元。由于集成電路制程工藝短期內(nèi)難以突破,通過(guò)先進(jìn)封裝技術(shù)提升芯片整體性能成為了集成電路行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
3 晶圓級(jí)封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝成為未來(lái)發(fā)展方向
隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)呻娐沸酒墓δ�、能耗及體積要求越來(lái)越高,集成電路技術(shù)發(fā)展形成了兩個(gè)方向:?jiǎn)涡酒到y(tǒng)(SoC, System on Chip)和系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP,System in Package)。其中單芯片系統(tǒng)(SoC)是從設(shè)計(jì)和晶圓制造角度出發(fā),將系統(tǒng)所需的組件和功能集成到一枚芯片上;系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)則是從封裝角度出發(fā),將不同功能的芯片和元器件組裝到一個(gè)封裝體內(nèi)。

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4 系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)是先進(jìn)封裝市場(chǎng)的重要?jiǎng)恿?/span>
系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)可以把多枚功能不同的晶粒(Die,如運(yùn)算器、傳感器、存儲(chǔ)器)、不同功能的電子元器件(如電阻、電容、電感、濾波器、天線)甚至微機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)器件混合搭載于同一封裝體內(nèi),產(chǎn)品靈活度大,研發(fā)成本和周期遠(yuǎn)低于復(fù)雜程度相同的單芯片系統(tǒng)(SoC)。在后摩爾時(shí)代,SiP 開(kāi)發(fā)成本較低、開(kāi)發(fā)周期較短、集成方式靈活多變,具有更大的設(shè)計(jì)自由度。針對(duì)有更多功能、更高頻率、更低功耗需求的應(yīng)用市場(chǎng),包括 5G 通信用的射頻前端、物聯(lián)網(wǎng)用的傳感器芯片、智能汽車(chē)用的功率芯片等,系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)具有較為顯著的優(yōu)勢(shì),下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)封裝的依賴(lài)程度增加,先進(jìn)封裝企業(yè)迎來(lái)更好的發(fā)展機(jī)遇。

5 新興應(yīng)用場(chǎng)景快速興起,先進(jìn)封裝下游應(yīng)用廣泛
隨著 5G 通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、視覺(jué)識(shí)別、自動(dòng)駕駛等下游應(yīng)用場(chǎng)景的快速興起,應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)芯片功能多樣化的需求程度越來(lái)越高。在芯片制程技術(shù)進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”后,先進(jìn)封裝技術(shù)能在不單純依靠芯片制程工藝實(shí)現(xiàn)突破的情況下,通過(guò)晶圓級(jí)封裝和系統(tǒng)級(jí)封裝,提高產(chǎn)品集成度功能多樣化,滿(mǎn)足終端應(yīng)用對(duì)芯片輕薄、低功耗、高性能的需求,同時(shí)大幅降低芯片成本。因此,先進(jìn)封裝在高端邏輯芯片、存儲(chǔ)器、射頻芯片、圖像處理芯片、觸控芯片等領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。
以系統(tǒng)級(jí)封裝為例,目前系統(tǒng)級(jí)封裝更大的下游應(yīng)用市場(chǎng)是以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)消費(fèi)電子領(lǐng)域,占比達(dá)到70%。而根據(jù)預(yù)測(cè)分析,未來(lái)系統(tǒng)級(jí)封裝增長(zhǎng)快速的應(yīng)用市場(chǎng)將是可穿戴設(shè)備、Wi-Fi 路由器、IoT 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施以及電信基礎(chǔ)設(shè)施。尤其隨著 5G 通訊的推廣和普及,5G 基站對(duì)倒裝球柵陣列(FC-BGA)系統(tǒng)級(jí)封裝芯片的需求將大幅上升,未來(lái) 5 年基站類(lèi)系統(tǒng)級(jí)芯片市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)高達(dá) 41%。

數(shù)據(jù)來(lái)源:Yole,觀研天下整理
6 市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析
2021年,“SiP已經(jīng)成為高端片芯到片芯(die-to-die)小芯片型(chiplet-type)先進(jìn)集成中以同等先進(jìn)封裝工藝提升手機(jī)融合與功能的代名詞。” Yole半導(dǎo)體、存儲(chǔ)及計(jì)算事業(yè)部封裝技術(shù)及市場(chǎng)分析師Vaibhav Trivedi斷言。他補(bǔ)充道:“SiP平臺(tái)在整合技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中對(duì)實(shí)現(xiàn)‘超摩爾定律’至關(guān)重要,因?yàn)楦叨朔庋b仍處于技術(shù)的前沿。”
Yole預(yù)計(jì),SiP市場(chǎng)將從2020年140億美元增長(zhǎng)到2026年190億美元。SiP產(chǎn)品系列包含高端和中端SiP器件,而這些針對(duì)計(jì)算和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的器件比手機(jī)上的低端SiP利潤(rùn)更高。高端SiP市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在2020年和2026年之間增長(zhǎng)9%(CAGR),手機(jī)中的低端RF SiP市場(chǎng)預(yù)計(jì)同期將略微增長(zhǎng)5%(CAGR)。

數(shù)據(jù)來(lái)源:Yole,桐曦資本整理
自2015年以來(lái),國(guó)內(nèi)廠商通過(guò)兼并收購(gòu),快速積累先進(jìn)封裝技術(shù),目前封測(cè)廠商技術(shù)平臺(tái)基本做到與海外同步,中國(guó)大陸先進(jìn)封裝產(chǎn)值占全球比例也在逐漸提升。數(shù)據(jù)顯示,2020年中國(guó)大陸先進(jìn)封裝產(chǎn)值占全球比例從 2015 年的10.3%提升至 14.8%。而作為全球前沿的半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó),在“下游需求高景氣度+集成電路高端領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代加速”的雙輪驅(qū)動(dòng)下,我國(guó)先進(jìn)封裝產(chǎn)值占全球比重有望進(jìn)一步提高。

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目前封裝測(cè)試業(yè)是我國(guó)集成電路行業(yè)中發(fā)展中更為成熟的細(xì)分行業(yè),在世界上擁有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。有相關(guān)資料顯示,2016-2020年期間,中國(guó)大陸封測(cè)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率為 12.54%,遠(yuǎn)高于全球封測(cè)市場(chǎng) 3.89%的增長(zhǎng)速度。2019 年我國(guó)封裝測(cè)試企業(yè)在全球市場(chǎng)中的占有率高達(dá) 64.00%,其中中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)占 43.90%,中國(guó)大陸企業(yè)占 20.10%,均高于美國(guó)的 14.60%。









