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hth平台注册:半导体业Chiplet技术专题报告:成长新至换道前行

2022-08-16 00:50:02 来源:华体会外围app网站 作者:华体会LOL平台app 浏览量:10

  全球竞逐先进封装行业,半导体行业迎来新变革。摩尔定律自从 7nm 工艺节点以后发 展速度逐步放缓,如何突破限制继续推进芯片性能提升、成本降低成为了半导体行业技 术发展的核心关注点,当前各项技术中 Chiplet、2.5D/3D 先进封装已逐步成熟,部分龙 头已采用 ChIPlet+先进封装的形式推进产品技术迭代。 后摩尔时代下,Chiplet 为国内半导体行业实现换道超车提供重要引擎。Chiplet 被视为 中国与国外差距相对较小的先进封装技术,有望带领中国半导体产业在后摩尔时代实现 质的突破。中国企业亦在 Chiplet 上有所作为,积极融入 UCIe 生态,走向 Chiplet 研发 的道路,未来或将有更多国内半导体企业用 Chiplet 技术实现换道超车。

  目前,主流系统级单芯片(SoC)将多个负责不同类型计算任务的计算单元,通过光刻 的形式制作到同一块晶圆上。以旗舰级智能手机的 SoC 芯片为例,基本都集成了 CPU、 GPU、DSP、ISP、NPU、Modem 等众多不同功能的计算单元,以及诸多的接口 IP, 追求的是高度集成化,利用先进制程对于所有的单元进行全面的提升。随着先进工艺节 点不断演进,单颗芯片上可容纳的晶体管数量及单位面积性能不断提升。以 80mm²面 积的芯片裸片为例,在 16nm 工艺节点下,单颗裸片可容纳的晶体管数量为 21.12 亿个; 在 7nm 工艺节点下,该晶体管数量可增长到 69.68 亿个。

  然而 SoC 芯片性能的提升与芯片的制造工艺息息相关,良率问题难以解决。随着半导 体工艺的进步,在同等面积大小的区域里,挤进越来越多的硅电路,漏电流增加、散热 问题大、时钟频率增长减慢等问题难以解决,芯片设计的难度和复杂度也在进一步增加。 新工艺制程开发成本呈指数级增长且开发周期很长,增加的成本难以被摊薄。芯片设计 成本构成一般包括 EDA 软件、IP 采购、芯片验证与流片、相关硬件和人力成本等。根 据 IBS 统计数据,22nm 制程之后每代技术设计成本增加均超过 50%。设计一颗 28nm SoC 芯片成本约为 5000 万美元,而 7nm 则需要 3 亿美元,3nm 的设计成本可能达到 15 亿美元。

  随着半导体工艺节点越来越接近物理极限,每一代半导体工艺节点提升对于芯片性能带 来的收益也越来越小,通常在 15%左右。从盈利能力来看,从 28nm 推进至 20nm 节点, 单个晶体管成本不降反升,性能提升逐渐趋缓,在 3nm 以下的制程升级变得更加困难。 根据 IBS,随着制程工艺的推进,单位数量的晶体管成本的下降幅度在降低。从 16nm 到 10nm,每 10 亿颗晶体管的成本下降 23.5%,而从 5nm 到 3nm 成本仅下降 4%。

  未来随着半导体工艺越来越接近极限,每一代工艺带来的性能增益越来越小,先进封装 可望取代半导体工艺成为芯片性能提升的主要推动力。根据 Yole,2022-2026 年,与前 端制造相比,先进封装领域的技术迭代将继续以更快的速度进行。先进封装通过更紧密 地集成内存和逻辑,使计算系统的性能持续增长。

  在先进封装领域,有两条由应用驱动的技术路径。其一的主要需求是提升互联密度,从 而解决芯片之间的通信带宽,代表产品是基于 2.5D/3D 高级封装的 HBM DRAM 接口标 准,使用 HBM 可以将 DRAM 和处理器(CPU,GPU 以及其他 ASIC)之间的通信带宽 大大提升,从而缓解这些处理器的内存墙问题。目前,HBM 已经成为高端 GPU 的标配, 同时也应用于部分针对云端处理的 AI 芯片(例如谷歌的 TPU)中。 除此之外,另一条技术路径是 Chiplet,即在封装系统里面不再使用少量的大芯片做集 成,而是改用数量更多但是尺寸更小的芯片粒(Chiplet)作为基本单位。 Chiplet(芯粒)是一种可平衡计算性能与成本,提高设计灵活度,且提升 IP 模块经 济性和复用性的新技术之一。Chiplet 实现原理如同搭积木一样,把一些预先在工艺线 上生产好的实现特定功能的芯片裸片,再将这些模块化的小芯片(裸片)互连起来,通 过先进的集成技术(如 3D 集成等)集成封装在一起,从而形成一个异构集成系统芯 片。

  Chiplet 技术是一种通过总线和先进封装技术实现异质集成的封装形式。Chiplet 封装 带来的是对传统片上系统集成模式的革新,主要表现在:(1)良率提升:降低单片晶圆 集成工艺良率风险,达到成本可控,有设计弹性,可实现芯片定制化;(2)Chiplet 将 大尺寸的多核心的设计,分散到较小的小芯片,更能满足现今高效能运算处理器的需求; (3)弹性的设计方式不仅提升灵活性,且可实现包括模块组装、芯片网络、异构系统 与元件集成四个方面的功能,从而进一步降低成本(例如某些对于逻辑性能需求不高的 模组可以使用成熟工艺)并提升性能。

  基于小芯片的面积优势,Chiplet 可以大幅提高大型芯片的良率。目前在高性能计算、 AI 等方面的巨大运算需求,推动了逻辑芯片内的运算核心数量快速上升,与此同时,配 套的 SRAM 容量、I/O 数量也在大幅提升,使得整个芯片不仅晶体管数量暴涨,芯片的 面积也不断增大。通过 Chiplet 设计将大芯片分成更小的芯片可以有效改善良率,同时 也能够降低因为不良率而导致的成本增加,多芯片集成在越先进工艺下(如 5nm)越具有 显著的优势,因为在 800mm²面积的单片系统中,硅片缺陷导致的额外成本占总制造成 本的 50%以上。

  基于芯片组成的灵活性,Chiplet 能降低芯片制造的成本。一颗 SoC 包含不同的计算单 元,同时也有 SRAM、各种 I/O 接口、模拟或数模混合元件,其中逻辑计算单元通常依 赖于先进制程提升性能,其他部分对于制程工艺的要求并不高,有些即使采用成熟工艺, 也能够发挥很好的性能。因此,将 SoC 进行 Chiplet 化之后,不同的芯粒可以根据需 要来选择合适的工艺制程分开制造,然后再通过先进封装技术进行组装,不需要全部都 采用先进的制程在一块晶圆上进行一体化制造,这样可以极大的降低芯片的制造成本。

  基于小芯片组成的灵活性, Chiplet 可以降低设计的复杂度和设计成本。因为如果在芯 片设计阶段,就将大规模的 SoC 按照不同的功能模块分解为一个个的芯粒,那么部分 芯粒可以做到类似模块化的设计,而且可以重复运用在不同的芯片产品当中。这样不仅 可以大幅降低芯片设计的难度和设计成本,同时也有利于后续产品的迭代,加速产品的 上市周期。而且,把 SoC 拆分成几个关键的“Chiplet”,让每颗 Chiplet 能够同时出 货到 10 种甚至更多的应用中去平衡研发成本,能够避免一颗大 SoC 芯片设计出来后没 有足够出货量带来的巨大损失,缩短研发周期、研发人员投入等。

  Chiplet 是中国半导体实现换道超车的重要引擎。我们认为,Chiplet 在半导体产业技 术趋势中核心解决的问题是大芯片性能提升与成本增加的商业性失衡,对于我国半导体 产业而言更为重要的意义则在于在先进制程发展受限的情况下,通过更为成熟可控的技 术平台实现性能达成与成本考量的均衡(制程低则晶体管数量相同情况下如果做 SoC 则将面临核心数量多、面积大、良率低、成本高的问题,用 Chiplet 的形态加上 2.5D 封 装可以降低综合成本)。国内芯片设计、应用产业链应该参与到全球 Chiplet 生态系统中 一起协作,为相关行业技术规范、标准的完善添砖加瓦,或补充不同的功能模块,以实 现不同芯粒之间的互连,积极解决信号衰减、散热、应力等诸多挑战,推动中国产业发 展的技术储备和应用,为 Chiplet 芯片国产化和产业应用奠定基础。

  早在 2014 年,国内某核心设计公司与台积电的 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-SubstrATE) 合作产品已经发布,在 2019 年推出了基于 Chiplet 技术的 7nm 鲲鹏 920 处理器,Chiplet 技术逐步走向成熟。目前,已有 AMD、英特尔、台积电为代表的多家集成电路产业链 领导厂商先后发布了量产可行的 Chiplet 解决方案、接口协议或封装技术。其中,AMD、 Intel 已经率先实现 Chiplet 量产。

  拓宽下游产业链加速 Chiplet 生态发展。近年来,Chiplet 下游主要应用于计算&数据存 储,但当前已呈扩围之势,以服务器主控 CPU 为例,其对于算力要求非常高,考虑到 芯片面积较大抬升成本,使用 Chiplet 可以降低设计难度、提升良率、降低设计和制造 成本。预计至 2024 年,全球基于 Chiplet 的器件市场规模可达到 59 亿美元左右。高性 能服务器/数据中心、自动驾驶、笔记本/台式电脑、高端智能手机等将在未来几年成为 Chiplet 的主要应用场景,引领该市场增长。

  未来 Chiplet 产业会逐渐成熟,形成包括互联接口、架构设计、制造、先进封装、基板 等完整产业链,中国厂商面临巨大发展机遇。短期内,各 Chiplet 厂商会通过自重用和 自迭代利用这项技术的多项优势,而在接口、协议、工艺都更加开放和成熟的未来,产 业链的各环节都将迎来换血。我们看好由 Chiplet 带动的后摩尔时代下产业链整合机会, 将体现在需求端创新及商业模式升级下的重估,封装测试、封测设备、IC 载板、IP/EDA 企业都将迎来新的增长机遇。

  IP 核是具有知识产权核的集成电路芯核的总称,是芯片设计环节中逐步分离出来的经过 反复验证过的、具有特定功能的、可以重复使用的、包含特定核心元素的(指令集、功 能描述、代码等)集成电路设计宏模块(逻辑或功能单元),可以理解为部分可重复使 用的“芯片设计模块”,如 AHB、APB、以太网、SPI、USB、UART 内核等,其作用 就是在芯片设计环节中降低冗余设计成本及错误发生的风险,提高芯片设计效率。 采用 IP 授权方式设计和开发芯片有如下优点: 1、 经过验证的优质 IP 模块,具有高性能、功耗低、可复用、可规模化、成本适中的 特点,可作为独立设计成果被交换、转让和销售; 2、 使用 IP 模块可以让芯片设计厂商基于现成的“模块”开发芯片,避免了重复劳动, 有利于芯片设计厂商将精力聚焦到提升核心竞争力的研发中。

  随着先进制程的演进,线宽的缩小使得芯片中晶体管数量大幅提升,使得单颗芯片中可 集成的 IP 数量也大幅增加。根据 IBS 报告,以 28nm 工艺节点为例,单颗芯片中已可 集成的 IP 数量为 87 个。当工艺节点演进至 7nm 时,可集成的 IP 数量达到 178 个。单 颗芯片可集成 IP 数量增多为更多 IP 在 SoC 中实现可复用提供新的空间,从而推动半 导体 IP 市场进一步发展。 半导体 IP 因技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵,处于产业链的金字塔尖。 由于 IC 的复杂度以每年 55%的速率递增,设计能力每年仅提高 21%,而 IP 的复用可 以大大缩短设计周期。此外,独立 IP 可有效降低芯片设计公司的运营成本、使其专注 于核心优势领域,同时专业化分工背景下规模效应更显著。中国市场方面,近年来,我 国集成电路产业蓬勃发展,带动了 IP 需求快速增长,尤其是自主可控的优质国产 IP。 虽然目前规模有限,但就产品种类而言,国内半导体 IP 已经覆盖处理器和微控制器、 存储器、外设及接口、模拟和混合电路、通信、图像和媒体等各类 IP。就全球市场而言, 目前中国半导体 IP 产业在总体的规模上还比较小,但在市场规模扩大、新兴市场带动 芯片设计需求、设计产业的高速发展和技术升级新增需求几大推动力下,未来发展可期。 2021 年,全球半导体 IP 市场规模达 58 亿美元,预计 2027 年有望超 100 亿美元。

  竞争格局相对稳定,市场集中度较高。半导体 IP 的市场参与者可大致分为两类:一类 是与 EDA 工具捆绑型的半导体 IP 供应商,如 Synopsys、Cadence 等;一类是提供专 业领域 IP 的半导体 IP 供应商,如 ARM、芯原、CEVA、Imagination 等。近年来,Arm 和 Synopsys 一直位列全球 IP 市场前两位,以许可收入计,Synopsys 以 2021 年 31.2% 的市场份额在 IP 许可收入方面位居第一,CR2 为 56.80%;以版税收入计,ARM 市占 率达到 60.80%,其中由中国资本控股的 IMG 排名第四位,市占率为 5%。

  Chiplet 可以理解为更大程度的 IP 复用,亦即芯片级的 IP 硬核的复用。当硬核是以硅 片的形式提供时,就变成了 Chiplet。Chiplet 带来的芯片级 IP 复用将进一步放大相关优 质企业业务基础和实力。 选取不同供应商的 Chiplet 进行应用时需要有统一连接不同制程和材料的标准。过去在 各厂商使用自己制定的互联接口时,各家 CCD 无法在同一大芯片设计上使用,互联标 准的不统一是 Chiplet 发展的关键瓶颈之一。 UCIe 为实现 Chiplet 封装提供标准化连接,为国内企业商业化 IP硬核创造条件。UCIe, 即 Universal Chiplet Interconnect Express,是 Intel、AMD、ARM、高通、三星、台积 电、日月光、Google Cloud、Meta 和微软等公司联合推出的 Die-to-Die 互连标准,其 主要目的是统一 Chiplet(芯粒)之间的互连接口标准,打造一个开放性的 Chiplet 生态 系统。UCIe 在解决 Chiplet 标准化方面具有划时代意义。 UCIe 是一个开放的行业互连标准,可以实现 Chiplet 间的封装级互连,具有高带宽、低 延迟、经济节能的优点,能够满足整个计算领域,包括云端、边缘端、企业、5G、汽 车、高性能计算和移动设备等,对算力、内存、存储和互连不断增长的需求。UCIe 具 有封装集成不同 Die 的能力,这些 Die 可以来自不同的晶圆厂、采用不同的设计和封装 方式。

  先进封装:Chiplet 下封装技术价值凸显,国内 OSAT 厂 商强者恒强

  半导体产品在由二维向三维发展,从技术发展方向半导体产品出现了系统级封装(SiP) 等新的封装方式,从技术实现方法出现了倒装(Flip Chip),凸块(Bumping),晶圆级 封装(Wafer level package),2.5D 封装(interposer,RDL 等),3D 封装(TSV)等 先进封装技术,如台积电为客户提供的 Chiplet 封装技术 CoWoS 就是基于 2.5D 封装体 系内 interposer 的技术,在硅中介层上刻蚀μm 级 wire 和 TSV 通孔。

  全球先进封装市场需求迅速爆发。由于 AI 芯片组需要运算速度更快的内核、更小巧的 外形以及高能效,AI 市场的不断扩张推动先进封装行业的增长。同时,5G 技术普及也 增加了先进封装需求,5G 芯片组较依赖先进封装技术,来实现高性能、小尺寸和低功 耗。据 Yole,2021 年,全球先进封装市场规模超 300 亿美元,预计 2027 年可达近 600 亿美元。

  目前可应用于 Chiplet 的封装解决方案主要是 SIP、2.5D 和 3D 封装。其中,2.5D 封装 技术发展已经非常成熟,并且已经广泛应用于 FPGA、CPU、GPU 等芯片当中,近年 来,随着 Chiplet 架构的兴起,2.5D 封装也成为了 Chipet 架构产品主要的封装解决方 案。其最大特色是采用 Interposer (中介层) 做为整合媒介,主要作为放置于其上的小芯 片间的通讯互联,以及芯片们与载板间的联结。 2.5D 封装让芯片的互联变得更加高效,使得不同用途的芯片可以在使用不同节点的制 程制造后进行集成,大幅降低设计难度和加工成本、提高芯片良率,同时在制程迭代进 度趋缓的背景下让摩尔定律的延续成为可能。此外,为了节省芯片面积,封装也将在此 基础上,从 2D/2.5D 转向 3D 堆叠。从研发的角度来看,由于不同技术节点的 IP 核 迁移时间成本较高,而利用 Chiplet 技术可以只迭代一个芯片模组中的部分核心,从而 达到在时间和资金层面节约研发成本的目的。 此外,还有 HD-FO (High density Fan-out) 封装技术,目前虽仍仅应用在较基础的异质 元件整合 (如逻辑 IC 与 HBM 的整合),但随技术持续进步搭配其低成本优势,未来可 能有机会进一步成为 Chiplet 采用者的另一封装选择。 3D 封装能够帮助实现 3DIC,即芯粒间的堆叠和高密度互联,可以提供更为灵活的设计 选择。但是,3D 封装的技术难度也更高,目前主要英特尔和台积电掌握 3D 封装技术 并实现商用。

  封测行业的技术和资本壁垒将得到提高,高端先进封装或将集中于少数 OSAT 龙头及台 积电、英特尔等提供封装服务的晶圆厂。过去,封测行业在集成电路产业链的下游,毛 利率和竞争壁垒均低于上游环节。未来,Chiplet 所带动的 2.5D 封装/3D 堆叠技术含量 或将远高于传统封装,先进封装的毛利率或将超过 40%,高盈利能力又将进一步赋能 企业提高研发及资本投入强度,进而形成强者恒强的局面;因此,我们判断,高端先进 封装市场或将集中于几家封测龙头及晶圆厂。 Chiplet 融合了晶圆厂部分中后道技术,所以台积电为代表的晶圆厂推出了封装解决方 案,但 Chiplet 多数环节还是基于传统和先进封装,封装厂的经验积累和制造加工尤其 重要。同时,晶圆加工注重通用和归一,而封装注重客户个性化需求,能灵活发展各类 封装技术专长,快速提供满足市场需求的 Chiplet 产品,封装厂发展 Chiplet 大有可为 之处。 OSAT 方面,通富微电积极布局顶尖封装技术形成差异化竞争优势。公司抓住市场发展 机遇,面向未来高附加值产品以及市场热点方向,在高性能计算、存储器、汽车电子、 显示驱动、5G 等应用领域,大力开发扇出型、圆片级、倒装焊等封装技术并扩充其产 能,此外积极布局 Chiplet、2.5D/3D 等顶尖封装技术,多个新项目及产品在 2021 年进 入量产阶段,并已形成新的盈利增长点,各项核心业务实现持续增长。在先进封装方面 公司已大规模生产 Chiplet 产品,7nm 产品已大规模量产,5nm 产品已完成研发即将量 产,公司技术实力上升到一个前所未有的高度。

  作为半导体专用设备的细分市场之一,测试设备贯穿于半导体生产制造流程。晶圆在封 装前和封装过程中需进行多次多种测试,如封装前的晶圆测试(WAT 测试)、在封测过 程中需进行 CP 测试、封装完成后需进行 FT 测试等,所涉及设备包括探针台、测试 机、分选机等。 半导体制造的产业链中涉及的检测设备包括晶圆制造环节的光学质量检测和封测环节 的电学测试。晶圆质量检测(WAT)指在晶圆制造阶段对特定测试结构进行测量,可以 反映晶圆制造阶段的工艺波动以及侦测产线的异常,也对晶圆的微观结构进行检测,如几何尺寸、表面形貌、成分结构等。晶圆质量检测会作为晶圆是否可以正常出货的卡控 标准。电学检测偏重于芯片/器件电学参数测试,主要分为封装前晶圆检测和封装后成品 测试。晶圆质量检测设备和电学测试设备合计约占半导体设备价值总额的 20%,半导体 检测设备的价值量分布方面,质量检测设备占比 54%,电学测试设备占比 46%。

  ATE 细分领域多元,市场需求存在差异。不同类型芯片的测试需求的侧重点不同,ATE 根据下游应用可细分为存储器、SoC、模拟/混合类和功率测试机等;全球 ATE 市场以 存储器和 SoC 测试为主,国内模拟/混合测试、数字测试等领域仍存较大市场空间。

  2015 年起,国内集成电路测试设备市场规模稳步上升。其中,2020 年我国大陆集成电 路测试设备市场规模为 91.35 亿元,2015 年至 2020 年复合增长率达到 29.32%, 高于同期全球半导体测试设备 CAGR。

  Chiplet 方案将增加封测设备价值链。2.5D 封装/3D 堆叠引入了多种前道制程使用的集 成电路设备,资本壁垒也远高于传统封装。以英特尔为例,其 2021 年在新墨西哥州新 建的先进封装工厂的总投资额约为 35 亿美元,远超传统封装企业。我们认为国内具备 先发优势及技术核心竞争力的封装设备厂商将在 Chiplet 所助建的资本壁垒下强者恒强。 Chiplet 的引入将增加扩大测试机需求空间。SoC 芯片测试机复杂度较高,全球市场主 要由海外企业垄断。SoC 芯片中的子模块在同一晶圆上集成,所采用的测试机(包含 CP、FT 流程)均为工艺难度较高且需要持续研发以适应不断迭代的芯片和新的技术标 准协议的复杂测试机。Chiplet 方案的引入将不同子模块功能进行拆分,在 Soc 类芯片 的复杂测试机外新增技术工艺相对低的模拟及模数混合集成电路和功率半导体分立器 件测试机等,将为国内企业提供更多替代空间,迎来快速切入新机遇。

  在国产替代叠加后摩尔时代下 Chiplet 快速成长所带来的双重机遇下,我们认为国内龙 头企业华峰测控将核心受益: 快速切入 SoC 测试机市场,进一步技术壁垒巩固核心竞争力。2021 年,华峰测控新产 品 STS8300 已经获得了诸多优质客户的订单并已经取得一定的装机量。STS8300 的 平台化设计进一步提高集成度,主要面向 PMIC 和功率类 SoC 测试,可同时满 FT 和 CP 的测试需求。 主力机型装机量攀升,Chiplet 开拓未来市场空间。公司主力机型 STS8200 系列主要 应用于模拟及混合信号类集成电路测试,同时也拓展了分立器件以及功率类的器件测试, 产品的平台化设计使得产品的可扩充性和兼容性好,快速适应被测试芯片的更新和迭代。 截止 2021 年底,公司研发制造的测试系统装机量为 4500 台,2020 年 2 月为 2300 台,增长 96%。

  受益于先进工艺的技术迭代和众多下游领域需求的强劲驱动力,全球 EDA 市场规模呈 现稳定上升趋势。根据 SEMI 统计,2020 年全球 EDA 及 IP 市场规模为 114.67 亿美元, 同比增长 11.63%。

  随着摩尔定律放缓,超大规模集成电路设计挑战呈指数级增长,Chiplet 方法学应运而 生。从某种意义上讲,不同的 Chiplet 就是不同功能模块的 IP 通过封装技术进行高速互 连的集成组合。Chiplet 作为超级 SoC 的后续者,其设计规模会更大、功能会更多、定 制化需求会更强烈。 先进封装或成为国产 EDA 厂商突破口。随着 Chiplet 逐渐成为芯片设计业的主流技术趋 势之一,这也带来了先进封装设计中所存在的高集成度、高匹配性等复杂问题,如何通 过 EDA 工具来高效解决这些问题势在必行。因此,这些都是中国 EDA 企业很好的突破 口。

  封装基板是 PCB 行业中增长最快的部分。封装基板由 HDI 板发展而来,是用于连接芯 片与 PCB 板的重要材料,主要用于芯片封装环节,为芯片与 PCB 母板之间提供电气 连接及物理支撑。随着芯片尺寸的缩小和集成规模的扩大,IC 封装向着超多引脚、窄 节距、超小型化方向发展,封装基板逐渐取代传统引线框架,在芯片封装中的应用比例 不断提升。同时受益于半导体与集成电路市场规模的持续增加,封装基板成为了 PCB 领域中未来增速最快、规模最大、成长确定性最高的细分子行业,在全球和国内范围均 有巨大的发展潜能。2021 年,全球 IC 封装基板行业整体规模达 141.98 亿美元,且 未来五年的符合增速将达到 8.6%,是 PCB 行业中增长最快的部分。

  封装基板为封装业务结构中价值量最高的环节,先进封装将拉动基板价值占比提升。封 装基板的成本在芯片封装中占有较高的比重,其中属于中低端的引线键合类基板在其封 装总成本中占比约为 40%~50%,而高端倒装芯片类基板的成本占比则可高达 70%~80%。随着封装技术的发展,封装基板在推动集成电路封装产业进步的过程中所 起到的作用就越发重要。 封装基板的市场格局较为集中,2020 年全球前十大封装基板企业掌握了 80%以上市场 份额,以日本、韩国和中国台湾企业为主。其中前三大企业为中国台湾欣兴(Unimicron)、 日本揖斐电(Ibiden)、韩国三星电机(SEMCO),分别占据约 15%、11%、10%的市 场份额。现阶段中国大陆地区封装基板产值占比相对较低,主要以头部 PCB 厂商将产 业布局延伸至封装基板领域,但随着国内封测产业地位逐渐加强,以及半导体产业链自 主可控重要性的凸显,中国大陆地区近年来在封装基板领域的产值占比不断提升。

  封装基板仍存供需缺口,本土厂商加大产能投入。国内厂商中,处于第一梯队的深南电 路、珠海越亚、兴森科技均在积极扩产,2021 年深南电路公告计划投资金额达到 80 亿 元,主要面向 FC-BGA 封装基板项目(60 亿元)和高阶倒装芯片用 IC 封装基板产 品制造项目(20 亿元)。珠海越亚拟投资 35 亿元扩建高端射频及 FCBGA 封装基板 生产制造项目。兴森科技现有 BT 基板产能主要是广州基地 2 万平米/月的封装基板产 能,之后计划与大基金合作的 IC 封装基板项目(珠海兴科实施)分二期投资,目前第 一期 4.5 万平米/月中的 1.5 万平米/月产能已经建成,剩余产能将在 2023 年底前建 成投产;FC-BGA 基板方面,广州兴森项目拟投资约 60 亿元分两期建设产能 2000 万 颗/月的 FC-BGA 基板项目,珠海兴森项目拟投资 12 亿元建设产能 200 万颗/月(约 6,000 平米/月)的 FC-BGA 基板产线,配套国内 CPU/GPU/FPGA 等高端芯片。

  兴森科技产品能力得到头部客户认可。公司封装基板业务以存储类为主,实现了 Coreless、ETS、FC-CSP、RF、指纹识别产品的稳定量产,其中存储类占营收比重约 2/3,指纹识别芯片、射频芯片、应用处理器芯片、传感器芯片占比约 1/3。公司一方面 将受益于国内封测行业加速增长带来的配套需求;另一方面也积极开拓全球市场,2018 年与三星大成合作也从侧面说明了公司的体系、能力、技术都得到了头部客户的认可。 产能利用率与良率提升,兴森科技封装基板业务盈利能力显著增强。目前公司封装基板 的产能主要为广州生产基地在 2012 年投资的 12 万平米/年的产能(2018 年达产), 以及在 2018 年投资扩产的 1 万平/月产能,此外公司与大基金合作的珠海兴科项目也 正处于扩产阶段。公司在封装基板业务方面积累的经验深厚,新项目的投产周期明显缩 短,产能利用率、良率、交期等指标显著改善,2021 年整体良率达到 96%左右,由此 也带动了盈利能力的增强,封装基板业务毛利率在 2021 年达到了 26.4%,盈利能力 明显提升。目前公司封装基板业务仍处于产销两旺的状态,未来随着产能的不断释放, 该项业务对公司的整体盈利的贡献或将进一步增强。

  (本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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