系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品行業(yè)現(xiàn)狀

系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品行業(yè)現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)布局我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)下游發(fā)展迅速，消費(fèi)電子、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)也給我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來了大量的消費(fèi)需求。目前，我國已成為全球第一大消費(fèi)電子生產(chǎn)國和消費(fèi)國。在未來的幾年中，我國有望承接全球半導(dǎo)體產(chǎn)能的第三次轉(zhuǎn)移。在集成電路封測業(yè)，我國已經(jīng)形成長江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)、中西部地區(qū)等行業(yè)集聚區(qū)。其中，長江三角洲地區(qū)集聚效應(yīng)明顯，是我國集成電路封測業(yè)乃至集成電路產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，不但擁有長電科技、通富微電、晶方科技、華天科技（昆山）等龍頭企業(yè)，還吸引了日月光、矽品等企業(yè)投資建廠，匯聚了我國集成電路封測業(yè)約55%的產(chǎn)能。珠江三角洲地區(qū)集成電路封測企業(yè)則以中小規(guī)模企業(yè)為主，擁有華潤賽美科、佰維存儲(chǔ)、賽意法等企業(yè)，約占我國集成電路封測業(yè)產(chǎn)能的14%。中西部地區(qū)近年來憑借生產(chǎn)成本優(yōu)勢、制造業(yè)和上游配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展拉動(dòng)，成為我國集成電路封測業(yè)的新增長極，擁有我國集成電路封測業(yè)約14%的產(chǎn)能。環(huán)渤海地區(qū)占有全國約13%的產(chǎn)能，擁有威訊聯(lián)合、瑞薩封測廠、英特爾大連工廠等相關(guān)企業(yè)。由于2011年以來我國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)與制造業(yè)的快速發(fā)展，我國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)與制造業(yè)銷售額在集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售額的占比逐年上升，而我國集成電路封測業(yè)銷售額在集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售額的占比逐年下降，且該占比以每年約2%的速度降低。2020年，我國集成電路封測業(yè)銷售額在集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售額的占比約為28．36%。行業(yè)概況近年來，我國集成電路封測業(yè)發(fā)展勢頭良好，受益于新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與廣闊市場的帶動(dòng)，已取得長足發(fā)展。在全球集成電路封測業(yè)回暖的大浪潮下，我國集成電路封測業(yè)應(yīng)緊抓機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)更大突破。在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，我國集成電路封測業(yè)率先進(jìn)入世界先進(jìn)行列。在企業(yè)長期持續(xù)發(fā)展、實(shí)施對外優(yōu)質(zhì)標(biāo)的并購等的帶動(dòng)下，我國集成電路封測業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，以長電科技、通富微電、華天科技為代表的龍頭企業(yè)連續(xù)成為全球前十大集成電路封測代工企業(yè)。中國大陸集成電路封測業(yè)市場份額逐步擴(kuò)大，并逐步加大對先進(jìn)封測技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)力度、投資擴(kuò)產(chǎn)力度，逐步實(shí)現(xiàn)從面積陣列封裝時(shí)代到微電子封裝技術(shù)堆疊封裝時(shí)代的跨越。隨著異質(zhì)整合技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)集成電路封測技術(shù)的重要性不斷提升。我國在集成電路封測領(lǐng)域已率先突破，基本實(shí)現(xiàn)與國際領(lǐng)先企業(yè)的并跑。2020年，我國集成電路封測業(yè)銷售額為2509．5億元人民幣，同比增長6．8%。從2020年各季度的我國集成電路封測業(yè)銷售情況來看，第一季度銷售額為446．9億元人民幣，同比增長5．7%；第二季度銷售額為635．5億元人民幣，同比增長6．1%；第三季度銷售額為628．6億元人民幣，同比增長14．6%；第四季度銷售額為798．5億元人民幣，同比增長7．5%。依據(jù)全球集成電路產(chǎn)業(yè)三業(yè)結(jié)構(gòu)合理占比（集成電路設(shè)計(jì)業(yè)、集成電路制造業(yè)、集成電路封測業(yè)的價(jià)值量之比）為33，2020年我國三業(yè)結(jié)構(gòu)占比為4328，而2019年我國該占比為4131，這表明我國集成電路制造業(yè)與集成電路封測業(yè)的差距正逐步縮小，集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在向價(jià)值量更高的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)傾斜。中國集成電路封測行業(yè)競爭現(xiàn)狀集成電路芯片對使用環(huán)境具有較高的要求，不能長時(shí)間裸露在外部環(huán)境中?？諝庵械碾s質(zhì)、腐蝕性氣體甚至水蒸氣都會(huì)腐蝕集成電路芯片上的精密蝕刻電路，導(dǎo)致性能下降或者失效。為了防止外部環(huán)境對芯片的損害，就必須用特定工藝將集成電路芯片包裹起來。集成電路封裝，就是用特定材料、工藝技術(shù)對芯片進(jìn)行安放、固定、密封，保護(hù)芯片性能，并將芯片上的接點(diǎn)連接到封裝外殼上，實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部功能的外部延伸。集成電路芯片封裝完成后，需要進(jìn)行性能測試，以確保封裝的芯片符合性能要求。通常認(rèn)為，集成電路封裝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。2021年度，我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額10，458．3億元，同比增長18．2%，其中封裝測試業(yè)銷售額2，763億元，同比增長10．1%；中國進(jìn)口集成電路6，354．8億塊，同比增長16．9%，進(jìn)口金額4，325．5億美元，同比增長23．6%。集成電路產(chǎn)業(yè)市場需求的大幅增加、進(jìn)程的加速均在客觀上拉動(dòng)國內(nèi)集成電路封測產(chǎn)品市場的擴(kuò)張。集成電路封裝和測試行業(yè)屬于資本和技術(shù)密集型行業(yè)，資金門檻和技術(shù)門檻較高，目前國內(nèi)封測行業(yè)龍頭上市公司主要為：長電科技、華天科技和通富微電、甬矽電子等。我國集成電路封測行業(yè)已在國際市場具備了較強(qiáng)的競爭力。2020年全球前10名封測龍頭企業(yè)中，中國大陸地區(qū)已有3家企業(yè)上榜，并能夠和日月光、安靠科技等國際封測企業(yè)同臺(tái)競爭。隨著我國集成電路國產(chǎn)化進(jìn)程的加深、下游應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展以及國內(nèi)封測龍頭企業(yè)工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，國內(nèi)封測行業(yè)市場空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。隨著晶圓制程開發(fā)難度的加大，以及高端制程制造成本的陡然提升，集成電路制造行業(yè)步入后摩爾時(shí)代。在后摩爾時(shí)代，同單芯片系統(tǒng)（SoC）相比，系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）開發(fā)成本較低、開發(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。針對有更多功能、更高頻率、更低功耗需求的應(yīng)用市場，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，下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)封裝的依賴程度增加，先進(jìn)封裝企業(yè)迎來更好的發(fā)展機(jī)遇。全球集成電路封測產(chǎn)業(yè)狀況在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、人力資源成本優(yōu)勢、稅收優(yōu)惠等因素促進(jìn)下，全球集成電路封測廠逐漸向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，目前亞太地區(qū)占全球集成電路封測市場80%以上的份額。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球集成電路封測市場長期保持平穩(wěn)增長，從2011年的455億美元增至2020年的594億美元，年均復(fù)合增長率為3．01%。我國集成電路封測產(chǎn)業(yè)狀況同全球集成電路封測行業(yè)相比，我國封測行業(yè)增速較快。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2009年至2020年，我國封測行業(yè)年均復(fù)合增長率為15．83%。同集成電路設(shè)計(jì)和制造相比，我國集成電路封測行業(yè)已在國際市場具備了較強(qiáng)的競爭力。2020年全球前10名封測龍頭企業(yè)中，中國大陸地區(qū)已有3家企業(yè)上榜，并能夠和日月光、安靠科技等國際封測企業(yè)同臺(tái)競爭。隨著我國集成電路國產(chǎn)化進(jìn)程的加深、下游應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展以及國內(nèi)封測龍頭企業(yè)工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，國內(nèi)封測行業(yè)市場空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。集成電路封測行業(yè)發(fā)展趨勢（一）集成電路進(jìn)入后摩爾時(shí)代，先進(jìn)封裝作用突顯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。長期以來，摩爾定律一直引領(lǐng)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，集成電路行業(yè)進(jìn)入了后摩爾時(shí)代。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和技術(shù)壁壘等因素上升改進(jìn)速度放緩。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)ICInsights統(tǒng)計(jì)，28nm制程節(jié)點(diǎn)的芯片開發(fā)成本為5，130萬美元，16nm節(jié)點(diǎn)的開發(fā)成本為1億美元，7nm節(jié)點(diǎn)的開發(fā)成本需要2．97億美元，5nm節(jié)點(diǎn)開發(fā)成本上升至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。（二）先進(jìn)封裝將成為未來封測市場的主要增長點(diǎn)隨著5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、視覺識(shí)別、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用場景的快速興起，應(yīng)用市場對芯片功能多樣化的需求程度越來越高。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，通過晶圓級(jí)封裝和系統(tǒng)級(jí)封裝，提高產(chǎn)品集成度和功能多樣化，滿足終端應(yīng)用對芯片輕薄、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。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)GIA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國先進(jìn)封裝市場規(guī)模到2026年將達(dá)到76億美元，年復(fù)合增長率為6．2%，相比于其他國家增長最快。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測數(shù)據(jù)，全球先進(jìn)封裝在集成電路封測市場中所占份額將持續(xù)增加，2019年先進(jìn)封裝占全球封裝市場的份額約為42．60%。2019年至2025年，全球先進(jìn)封裝市場規(guī)模將以6．6%的年均復(fù)合增長率持續(xù)增長，并在2025年占整個(gè)封裝市場的比重接近于50%。與此同時(shí)，Yole預(yù)測2019年至2025年全球傳統(tǒng)封裝年均復(fù)合增長率僅為1．9%，增速遠(yuǎn)低于先進(jìn)封裝。（三）系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）是先進(jìn)封裝市場增長的重要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)級(jí)封裝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)，系統(tǒng)級(jí)封裝產(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）。以2015年美國知名企業(yè)推出的可穿戴智能手表為例，其采用了日月光的系統(tǒng)級(jí)封裝，將AP處理器、SRAM內(nèi)存、D閃存、各種傳感器、通訊芯片、功耗管理芯片以及其他被動(dòng)電子元器件均集成在一塊封裝體內(nèi)。通過系統(tǒng)級(jí)封裝形式，此可穿戴智能產(chǎn)品在成功實(shí)現(xiàn)多種功能的同時(shí)，還滿足了終端產(chǎn)品低功耗、輕薄短小的需求。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年全球系統(tǒng)級(jí)封裝規(guī)模為134億美元，占全球整個(gè)封測市場的份額為23．76%，并預(yù)測到2025年全球系統(tǒng)級(jí)封裝規(guī)模將達(dá)到188億美元，年均復(fù)合增長率為5．81%。在系統(tǒng)級(jí)封裝市場中，倒裝/焊線類系統(tǒng)級(jí)封裝占比最高，2019年倒裝/焊線類系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品市場規(guī)模為122．39億美元，占整個(gè)系統(tǒng)級(jí)封裝市場的91．05%。根據(jù)Yole預(yù)測數(shù)據(jù)，2025年倒裝/焊線類系統(tǒng)級(jí)封裝仍是系統(tǒng)級(jí)封裝主流產(chǎn)品，市場規(guī)模將增至171．77億美元?，F(xiàn)階段，以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)消費(fèi)電子領(lǐng)域是系統(tǒng)級(jí)封裝最大的下游應(yīng)用市場，占了系統(tǒng)級(jí)封裝下游應(yīng)用的70%。根據(jù)Yole預(yù)測，未來5年，系統(tǒng)級(jí)封裝增長最快的應(yīng)用市場將是可穿戴設(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5年基站類系統(tǒng)級(jí)芯片市場規(guī)模年均復(fù)合增長率預(yù)計(jì)高達(dá)41%。（四）高密度細(xì)間距凸點(diǎn)倒裝產(chǎn)品（FC）類產(chǎn)品在移動(dòng)和消費(fèi)市場發(fā)展空間較大所謂倒裝是相對于傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式（WireBonding，WB）而言的。傳統(tǒng)WB工藝，芯片通過金屬線鍵合與基板連接，電氣面朝上；倒裝芯片工藝是指在芯片的I/O焊盤上直接沉積，或通過RDL布線后沉積凸點(diǎn)（Bumping），然后將芯片翻轉(zhuǎn)，進(jìn)行加熱，使熔融的焊料與基板或框架相結(jié)合，芯片電氣面朝下。與WB相比，F(xiàn)C封裝技術(shù)的I/O數(shù)多；互連長度縮短，電性能得到改善；散熱性好，芯片溫度更低；封裝尺寸與重量也有所減少。與應(yīng)用FC技術(shù)的SiP芯片不同，F(xiàn)C芯片的沉積凸點(diǎn)（Bumping）更多，密度更大，大大減小了對面積的浪費(fèi)。相比應(yīng)用FC技術(shù)的SiP芯片來說，F(xiàn)C芯片有著諸多的優(yōu)勢，比如更小的封裝尺寸與更快的器件速度。據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年至2026年，先進(jìn)封裝收入預(yù)計(jì)將以7．9%的復(fù)合年增長率增長。到2026年，F(xiàn)C-CSP（倒裝芯片級(jí)尺寸封裝）細(xì)分市場將達(dá)到100億美元以上。這些封裝解決方案主要用于基帶、射頻收發(fā)器、存儲(chǔ)器和一些PMIC應(yīng)用。按收入細(xì)分，移動(dòng)和消費(fèi)市場占2019年先進(jìn)封裝總收入的85%，Yole預(yù)計(jì)到2025年復(fù)合年增長率為5．5%，占先進(jìn)封裝總收入的80%。而FC-CSP封裝在移動(dòng)和消費(fèi)市場中占有一席之地，主要用于PC、服務(wù)器和汽車應(yīng)用中使用的智能手機(jī)APU、RF組件和DRAM設(shè)備。（五）扁平無引腳封裝產(chǎn)品（QFN/DFN）產(chǎn)品仍擁有較大容量的市場規(guī)模從封裝效率（芯片面積與封裝面積之比值趨向1為高效率）看，低端的DIP封裝效率只有0．05-0．1非常低，SOP封裝效率為0．1-0．2，而中端的QFN封裝效率可以做到0．3-0．4，無散熱焊盤的QFN甚至可以做到0．5，間接說明QFN封裝相比傳統(tǒng)封裝具有更高的封裝效率。QFN封裝的底部位置通常有一個(gè)大面積裸露焊盤用來導(dǎo)熱，這個(gè)焊盤可做直接散熱通道，用于傳導(dǎo)封裝體內(nèi)芯片工作產(chǎn)生的熱量；焊盤經(jīng)過表面貼裝后直接焊接在電路板（PCB）上，PCB散熱孔可以把多余的功耗擴(kuò)散到銅接地板中吸收多余的熱量，極大提升了芯片的散熱性。QFN封裝不同于具有鷗翼狀引腳的傳統(tǒng)DIP或SOP封裝，QFN封裝經(jīng)過表面貼裝后管腳與PCB焊盤之間的導(dǎo)電路徑短，自感系數(shù)和封裝體內(nèi)的布線電阻很低，所以它也可以提供良好的電性能。QFN封裝使用的載體多為平面設(shè)計(jì)金屬框架，采用精準(zhǔn)可控的蝕刻方式生產(chǎn)制造，因此具有框架表面處理方式多樣化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣化的特點(diǎn)，且搭配屬性相吻合的塑封材料，可以改進(jìn)、增強(qiáng)封裝體內(nèi)部各界層的結(jié)合力，阻止外部濕氣進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部造成芯片失效，增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性；且QFN封裝本身采用的就是金屬載體不存在類似基板封裝有吸收水汽的風(fēng)險(xiǎn)，因此QFN封裝較傳統(tǒng)的DIP、SOP甚至BGA、LGA封裝都可以具有更好的可靠性表現(xiàn)。QFN封裝目前覆蓋的芯片制造工藝范圍非常廣，28nm工藝制造的芯片也有