芯片封装与测试:半导体国产化最成熟的环节
半导体封装测试作为集成电路产业链中不可或缺的一环,得益于更高集成度的需求,以及5G、消费电子、物联网的驱动,市场规模迅速扩大。
中国半导体协会数据显示,2019年中国半导体封装测试市场规模达到2350亿元,同比增长7.10%。2012年,中国封装测试市场销售额为1036亿元。七年来,中国半导体封装测试市场年复合增长率为12.4%,增速保持在较高水平。
封装测试作为中国半导体领域最突出的子行业,是目前国内半导体产业链中国产化程度最高、行业发展最成熟的行业。
随着上游芯片设计公司选择将订单返回中国,有竞争力的封装测试制造商将大幅受益。随着5G应用、AI、IoT等新兴领域的发展,中国封装测试行业仍有望保持高增长。
集成电路封装测试是半导体产业链的中下游,包括封装和测试。
封装是通过划片、粘贴、键合、电镀等一系列工艺,保护晶圆上的芯片免受物理、化学等环境因素的破坏,增强芯片的散热性能,将芯片的I/O口引出半导体行业。
测试主要是验证芯片、电路等半导体产品的功能和性能的一个步骤。其目的是筛选出存在结构缺陷、功能和性能不理想的半导体产品,以保证交付产品的正常应用。其中,封装环节的价值约占80%~85%,测试环节的价值约占15%~20%。
全球集成电路企业主要分为两类。一类是涵盖集成电路设计、制造、封装测试的垂直整合型公司(IDM公司),如三星、英特尔、海力士等独立专业化公司。
另一种是将IDM公司拆分成独立的公司,可以分为IC设计公司、晶圆代工厂和封装测试厂。世界知名的封装测试工厂包括安建、日月、长电科技和通富微电子。
封测环节是半导体细分国产化进展最快的环节。国内企业最早以封装测试技术进入集成电路行业。近年来,国内封装测试企业通过外延扩张获得了良好的产业竞争力,技术实力和销售规模进入世界第一梯队。
在芯片制造产能向大陆转移的大趋势下,大陆封装测试企业相互靠拢,抢占中国大陆、台湾省、美国、日本、韩国封装测试企业的份额。长电科技、华天科技、通富微电子等国内几家封测厂商都挤进了全球前十。
长电科技联合产业基金和SMIC收购新加波封装测试厂兴科金鹏,获得SiP、WLP、FC+凸点形成能力和扇出封装技术。技术达到国际一流水平,主要得益于客户资源。其规模进一步提升,已达到世界第三。同时,封装测试产品布局进一步完善,在中低端和高端封装领域取得突破。
华天科技收购美国FCI,通富微电子联合基金收购AMD苏州和槟城封测厂,方静科技收购英飞凌智瑞达部分资产。
经过这一系列的并购,全球十大封装测试厂基本形成了三大阵营,分别是日月光-硅胶科技、安建-J-Devices和长电科技-兴科金鹏。
全球封装技术主流处于第三代成熟阶段,向第四代演进。SiP和3D是未来封装的重要发展趋势。但由于3D封装技术难度大、成本高,SiP、PoP、HyBrid等封装技术仍是高密度、高性能系统级封装使用的主要技术。
制造、封装和测试已经整合到最高端的技术中:台积电已经建立了两个先进的封装和测试生态系统,CoWoS和InFO。Sunmoon有FC+Bumping等成熟技术。
先进的封装技术将推动半导体封装市场的不断扩大。集成电路封装技术的演进主要是为了满足终端系统产品的要求。为了满足系统产品多任务、小体积的发展趋势,集成电路封装技术的演进方向是高密度、高引脚位置、薄型化和小型化。
据孟菲斯咨询公司援引Yole预测,2019至2024年,先进包装市场预计将以8%的年复合增长率增长,到2024年市场规模将达到440亿美元。与此同时,传统包装市场的年复合增长率预计仅为2.4%。
海通证券认为,全球集成电路产业为降低生产成本,将生产中心移至亚洲,在完整、动态的垂直分工体系下,技术、质量、交期均有保障;此外,随着IDM逐步增加部分测试服务的外包,集成电路测试OEM业务将继续向专业化和高质量服务方向发展。目前,全球IC测试代工行业是集成封装测试厂和专业测试厂并存的格局,其中专业测试厂的领先厂商稳步增长。