半導(dǎo)體行業(yè)專題:先進(jìn)封裝超越摩爾定律晶圓廠和封測廠齊發(fā)力-國信證券_第1頁
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證券研究報(bào)告證券研究報(bào)告|2024年09月19日半導(dǎo)體行業(yè)專題:先進(jìn)封裝超越摩爾定律,晶圓廠和封測廠齊發(fā)力投資評級:優(yōu)于大市(維持)hujian1@huhui2@yezi3@zhanliuyang@請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項(xiàng)下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項(xiàng)下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項(xiàng)下所有內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項(xiàng)下所有內(nèi)容先進(jìn)封裝超越摩爾定律,晶圓廠和封測廠齊發(fā)力l后摩爾時代,先進(jìn)封裝獲重視一方面,當(dāng)前先進(jìn)芯片發(fā)展面臨“存儲墻”“面積墻”“功耗墻”和“功能墻”,僅依靠先進(jìn)制程無法解決,先進(jìn)封裝成為重要助力。另一方,隨著工藝制程進(jìn)入10nm以下,芯片設(shè)計(jì)成本快速提高。根據(jù)IBS的數(shù)據(jù),16nm工藝的芯片設(shè)計(jì)成本為1.06億美元,5nm增至5.42億美元。同時,由于先進(jìn)制程越來越接近物理極限,摩爾定律明顯放緩,側(cè)重封裝技術(shù)的MorethanMoore路徑越來越被重視。根據(jù)Yole的預(yù)測,2023年全球先進(jìn)封裝營收為378億美元,2029年增長到695億美元,2023-2029年的CAGR達(dá)10.7%。其中2.5D/3D封裝增速最快;高端封裝市場規(guī)模將從2023年的43億美元增長至2029年的280億美元,CAGR達(dá)37%;先進(jìn)封裝領(lǐng)域資本開支將從2023年的99億美元提高至2024年的115億美元。l先進(jìn)封裝技術(shù)多樣,目的是提高集成度和性能并降低成本先進(jìn)封裝技術(shù)包括FO(扇出型封裝)、WLCSP(晶圓級芯片規(guī)模封裝)、FCCSP(倒裝芯片級封裝)、FCBGA(倒裝芯片球柵陣列封裝)、2.5D封裝、3D封裝、ED(芯片封裝)、SiP(系統(tǒng)級封裝)等。相比傳統(tǒng)封裝技術(shù),先進(jìn)封裝由有線變?yōu)闊o線,從芯片級封裝拓展至晶圓級封裝,從單芯片封裝拓展至多芯片封裝,從2D封裝拓展至2.5D/3D封裝,從而縮小封裝體積、增加I/O數(shù)、提高集成度和性能,并降低成本。Chiplet(芯粒/小芯片)是后摩爾時代的重要路徑,相比SoC,具有更高的靈活性、可擴(kuò)展性和模塊化,根據(jù)martket.us的預(yù)測,全球Chiplet市場規(guī)模將由2023年的31億美元增長至2033年的1070億美元,CAGR約42.5%。先進(jìn)封裝超越摩爾定律,晶圓廠和封測廠齊發(fā)力l晶圓廠和封測廠均積極布局先進(jìn)封裝,相互之間既有競爭也有合作晶圓廠依靠前道工藝優(yōu)勢入局先進(jìn)封裝。先進(jìn)封裝,尤其是高端封裝的實(shí)現(xiàn)越來越依賴前道技術(shù),臺積電、英特爾和三星等晶圓廠優(yōu)勢突出,憑借先進(jìn)封裝需求走高,2023年臺積電、英特爾、三星的封裝收入分別位列全球第三到第五。臺積電:2008年成立集成互連與封裝技術(shù)整合部門,專門研究先進(jìn)封裝技SoIC。英偉達(dá)H100、A100、B100均采用CoWoS封裝,在AI強(qiáng)勁需求背景下,臺積電CoWoS產(chǎn)能持續(xù)緊張,除持積極與OSAT廠商合作。臺積電表示未來只會專注三星:提供2.5D封裝I-Cube、3D封裝X-Cube等,2022年12月在半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門內(nèi)成立先進(jìn)封裝(AOSAT廠商發(fā)力先進(jìn)封裝以獲取價值增量。相比傳統(tǒng)封裝,先進(jìn)封裝不僅需求增速更高,在產(chǎn)業(yè)鏈中的價值占比也更高,傳統(tǒng)OSAT(OutsourcedSemiconductorAssemblyandTesting,委外半導(dǎo)體封測)大廠如日月光、長電科技等為了獲取更高的市場份額和價值量,均在大力發(fā)展先進(jìn)封裝技術(shù),2023年前六大OSAT廠商約41%資本開支投向了先進(jìn)封裝。l投資策略:推薦長電科技、通富微電、偉測科技等。l風(fēng)險提示:國產(chǎn)替代進(jìn)程不及預(yù)期;下游需求不及預(yù)期;行業(yè)競爭加劇的風(fēng)險;國際關(guān)系發(fā)生不利變化的風(fēng)險。01后摩爾時代,先進(jìn)封裝獲重視02晶圓廠依靠前道工藝優(yōu)勢入局先進(jìn)封裝03OSAT廠商發(fā)力先進(jìn)封裝以獲取價值增量04先進(jìn)封裝標(biāo)的推薦芯片封裝測試隨半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要性日漸提升ll芯片封裝和測試是芯片制造的關(guān)鍵一環(huán)。芯片封裝是用特定材料、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。芯片封裝完成后,芯片測試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。l半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)垂直分工造就專業(yè)委外封裝測試企業(yè)(OSAT)。半導(dǎo)體企業(yè)的經(jīng)營模式分為IDM(垂直整合制造)和垂直分工兩種主要模式。IDM模式企業(yè)內(nèi)部完成芯片設(shè)計(jì)、制造、封測全環(huán)節(jié),具備產(chǎn)業(yè)鏈整合優(yōu)勢。垂直分工模式芯片設(shè)計(jì)、制造、封測分別由芯片設(shè)計(jì)企業(yè)(Fabless)、晶圓代工廠(Foundry)、封測廠(OSAT)完成,形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)。圖圖:半導(dǎo)體企業(yè)的主要經(jīng)營模式圖圖:半導(dǎo)體封裝工藝示意圖:半導(dǎo)體封裝發(fā)展歷史芯片封裝測試隨半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要性日漸提升圖:半導(dǎo)體封裝發(fā)展歷史ll封測行業(yè)隨半導(dǎo)體制造功能、性能、集成度需求提升不斷迭代新型封裝技術(shù)。迄今為止全球集成電路封裝技術(shù)一共經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。當(dāng)前,全球封裝行業(yè)的主流技術(shù)處于以CSP、BGA為主的第三階段,并向以系統(tǒng)級封裝(SiP)、倒裝焊封裝(FC)、芯片上制作凸點(diǎn)(Bumping)為代表的第四階段和第五階段封裝技術(shù)邁進(jìn)。l全球半導(dǎo)體封裝行業(yè)保持穩(wěn)定增長,先進(jìn)封裝市場規(guī)模將于2027年首次超過傳統(tǒng)封裝。根據(jù)SemiconductorEngineering預(yù)測,全球半導(dǎo)體封裝市場規(guī)模將由2020年650.4億美元增長至2027年1186億美元,復(fù)合增長率為6.6%。先進(jìn)封裝復(fù)合增長率超過傳統(tǒng)封裝,有望于2027年市場規(guī)模超過傳統(tǒng)封裝,達(dá)到616億美元。塑料有引線片式載體封裝(PLCC)、塑(PQFN)、小外形晶體管封裝(SOT圖圖:全球半導(dǎo)體封裝市場規(guī)模預(yù)測后摩爾時代,先進(jìn)封裝獲重視ll當(dāng)前先進(jìn)芯片發(fā)展面臨“存儲墻”“面積墻”“功耗墻”和“功能墻”,僅依靠先進(jìn)制程無法解決,先進(jìn)封裝成為重要助力。綜合算力被存儲器制約。2000-2020年光罩面積為26mm×33mm。通過先進(jìn)圖:當(dāng)前先進(jìn)芯片發(fā)展面臨“存儲墻”“面積墻”“功耗墻”和“功能墻”圖:當(dāng)前先進(jìn)芯片發(fā)展面臨“存儲墻”“面積墻”“功耗墻”和“功能墻”資料來源:曹立強(qiáng)、侯峰澤,《先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展與機(jī)遇》,前瞻科技雜志,后摩爾時代,先進(jìn)封裝獲重視ll先進(jìn)制程的成本快速提升且接近物理極限,先進(jìn)封裝獲重視。隨著工藝制程進(jìn)入10nm以下,芯片設(shè)計(jì)成本快速提高。根據(jù)InternationalBusinessStrategies(IBS)的數(shù)據(jù),16nm工藝的芯片設(shè)計(jì)成本為1.06億美元,5nm增至5.42億美元。同時,由于先進(jìn)制程越來越接近物理極限,摩爾定律明顯放緩,側(cè)重封裝技術(shù)的MorethanMoore路徑越來越被重視。l臺積電早已入局先進(jìn)封裝,近年約10%資本開支主要用于先進(jìn)封裝。臺積電在追求先進(jìn)制程的同時,早在2008年便成立集成互連與封裝技術(shù)整合部門入局先進(jìn)封裝,目前已形成CoWoS、InFO、SoIC技術(shù)陣列。近年來,臺積電每年資本開支中約10%投入先進(jìn)封裝、測試、光罩等。圖:臺積電先進(jìn)封裝技術(shù)圖:芯片設(shè)計(jì)成本隨著先進(jìn)制程快速提升圖:臺積電先進(jìn)封裝技術(shù)圖:芯片設(shè)計(jì)成本隨著先進(jìn)制程快速提升資料來源:IBS,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料來源:臺積2023年先進(jìn)封裝領(lǐng)域資本開支為99億美元ll2023年先進(jìn)封裝領(lǐng)域資本開支為99億美元。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2023年先進(jìn)封裝領(lǐng)域資本開支為99億美元,主要來自臺積電、英特爾、三星、SK海力士等半導(dǎo)體大廠,以及安靠、日月光、長電科技等頭部OSAT廠商。Yole預(yù)計(jì)2024年先進(jìn)封裝領(lǐng)域資本開支將增加到115億美元。l先進(jìn)封裝約占IDM/晶圓代工廠2023年資本開支的9%;約占頭部OSAT資本開支的41%。圖:先進(jìn)封裝領(lǐng)域資本開支預(yù)計(jì)2023-2029年全球先進(jìn)封裝營收CAGR為11%ll2023-2029年全球先進(jìn)封裝營收CAGR為11%。根據(jù)Yole的預(yù)測,2023年全球先進(jìn)封裝營收為378億美元,占半導(dǎo)體封裝市場的44%,預(yù)計(jì)2024年將增長13%至425億美元,2029年增長至695億美元,CAGR達(dá)11%,其中2.5D/3D封裝增速最快。l從2019-2029年先進(jìn)封裝I/O間距和RDL線寬/線距的技術(shù)路線來看,呈縮小趨勢。其中錫球I/O間距在300μm不變,RDL線寬/線距從>5/5μm縮小至>2/2μm,微凸塊間距由80-40μm縮小至50-40μm?;旌湘I合(HybridBonding)使金屬-金屬、氧化物-氧化物面對面堆疊成為可能,可使凸塊間距小于10μm,用在W2W(wafer-to-wafer)和D2W(die-to-wafer)中。圖圖:先進(jìn)封裝市場規(guī)模預(yù)測圖圖:先進(jìn)封裝I/O間距和RDL線寬/線距的技術(shù)路線預(yù)計(jì)2023-2029年全球高端封裝市場規(guī)模CAGR達(dá)37%ll預(yù)計(jì)2023-2029年全球高端封裝市場規(guī)模CAGR達(dá)37%。根據(jù)Yole的預(yù)測,高端封裝市場規(guī)模將從2023年的43億美元增長至2029年的280億美元,CAGR達(dá)37%;高端封裝數(shù)量將從2023年的6.27億增長至2029年的56億,CAGR達(dá)44%。按終端市場來看,2023年最大的應(yīng)用是通訊/基礎(chǔ)設(shè)施,占比超過67%;2023-2029年CAGR最高的應(yīng)用是移動/按技術(shù)來看,3D堆疊存儲(包括HBM、3DS、3DNAND、CBADRAM)占比最大,預(yù)計(jì)2029年貢獻(xiàn)超過70%;2023-202圖:2024年高性能封裝的I/O密度和間距圖:2024年高性能封裝的I/O密度和間距圖:2023-2029年高性能封裝各技術(shù)平臺規(guī)模預(yù)測資料來源:Yole,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理先進(jìn)封裝技術(shù)——FO、WLCSPllFO(Fan-Out,扇出型封裝):基于晶圓重構(gòu)技術(shù),將切割后的好芯片重新放置在載板上,芯片間距離視需求而定,布線可在芯片內(nèi)和芯片外,可提供更多的I/O數(shù)量,包括晶圓級扇出型(Fan-outWaferLevelPackaging,F(xiàn)OWLP)和面板級扇出型(Fan-outPanelLevelPackaging,FOPLP)。與之相對的FI(Fan-In,扇入型封裝)布線均在芯片尺寸內(nèi)。lWLCSP(WaferLevelChipScalePackaging,晶圓級芯片規(guī)模封裝將晶圓級封裝(WLP)和芯片尺寸封裝(CSP)合為一體的封裝技術(shù)。WLP是直接在晶圓上進(jìn)行大部分或全部的封裝測試程序,之后再進(jìn)行切割;與之相對的傳統(tǒng)工藝是將單個芯片從晶圓上切割后再進(jìn)行封裝測試。CSP是指整個package的面積相比于silicon總面積不超過120%的封裝技術(shù)。圖圖:扇出型封裝和扇入型封裝圖:晶圓級封裝和傳統(tǒng)封裝圖:晶圓級封裝和傳統(tǒng)封裝先進(jìn)封裝技術(shù)——FCBGA、FCCSPllFC(FlipChip,倒裝芯片將芯片翻轉(zhuǎn)使電氣面朝下,通過凸點(diǎn)與基板連接;BGA(BallGridArray,球柵陣列用焊球代替?zhèn)鹘y(tǒng)周邊引腳。lFCCSP(FlipChipChipScalePackage,倒裝芯片級封裝)與FCBGA(FlipChipBallGridArray,倒裝芯片球柵陣列封裝)相比,除整體尺寸更小外,在外形上沒有明顯差異,圖:FCCSP和FCBGA封裝技術(shù)先進(jìn)封裝技術(shù)——2.5D/3Dll2.5D封裝:將多個芯片通過中介層(Interposer)連接,提高XY面密度,可以在保持性能的同時降低成本、提高良率,具有更好的靈活性和可擴(kuò)展性。l3D封裝:直接在芯片上打孔和布線,實(shí)現(xiàn)Z方向的芯片堆疊和連接。目前在存儲領(lǐng)域應(yīng)用較多。lTSV(ThroughSiliconVia,硅通孔)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)硅片內(nèi)部垂直電互聯(lián),是實(shí)現(xiàn)2.5D、3D先進(jìn)封裝的關(guān)鍵技術(shù)之一。相比平面互連,TSV可減小互連長度和信號延遲,降低寄生電容和電感,實(shí)現(xiàn)芯片間低功耗和高速通信。圖:2D、2.5D、3D封裝技術(shù)先進(jìn)封裝技術(shù)——EDllED(EmbeddedDie,嵌入式芯片封裝):將芯片嵌入基板內(nèi)部,而非安裝在基板表面上,可以縮短電路長度,提高電氣性能,減小封裝尺寸。l根據(jù)martket.us的預(yù)測,ED封裝市場規(guī)模將由2023年的0.95億美元增長至2033年的6.09億美元,CAGR約20%。圖圖:ED封裝技術(shù)圖圖:全球ED封裝市場規(guī)模先進(jìn)封裝技術(shù)——SiPllSiP(SysteminPackage,系統(tǒng)級封裝根據(jù)國際半導(dǎo)體路線組織(ITRS)的定義,SiP是將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件,以及諸如MEMS或者光學(xué)器件等其他器件組裝到一起,實(shí)現(xiàn)一定功能的單個標(biāo)準(zhǔn)封裝件,形成一個系統(tǒng)或者子系統(tǒng)。lSiP封裝內(nèi)部可能用到倒裝芯片、芯片堆疊、晶圓級封裝等多種封裝技術(shù)。圖:2022年全球SiP市場規(guī)模Chiplet是后摩爾時代的重要路徑llChiplet(芯粒/小芯片):指預(yù)先制造好、具有特定功能、可組合集成的晶片(Die),可以組合起來創(chuàng)建更大的系統(tǒng)或集成到現(xiàn)有芯片中,允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員混合和匹配不同的芯片功能,以創(chuàng)建定制和優(yōu)化的解決方案。相比SoC,具有更高的靈活性、可擴(kuò)展性和模塊化。l根據(jù)martket.us的預(yù)測,全球Chiplet市場規(guī)模將由2023年的31億美元增長至2033年的1070億美元,CAGR約42.5%。從產(chǎn)品來看,2023年CPUChiplet占比超過41%。圖圖:全球Chiplet市場下游分布Chiplet是后摩爾時代的重要路徑llUCIe標(biāo)準(zhǔn):2022年3月,Intel、AMD、ARM、高通、三星、臺積電、日月光、GoogleCloud、Meta和微軟等公司聯(lián)合推出“UniversalChipletInterconnectExpress”(通用芯粒互連,簡稱“UCIe”),作為Die-to-Die互連標(biāo)準(zhǔn),主要目的是統(tǒng)一Chiplet之間的互連接口標(biāo)準(zhǔn),打造一個開放性的Chiplet生態(tài)系統(tǒng)。圖圖:UCIe聯(lián)盟成員 IC封裝基板是先進(jìn)封裝的重要材料llIC封裝基板(ICSubstrate在先進(jìn)封裝中取代傳統(tǒng)引線框架,為芯片提供支撐、散熱和保護(hù)作用,也為芯片間、芯片與PCB間提供互連,可在其中埋入無源、有源器件。相比其他PCB板,具有高密度、高精度、薄型化及小型化等特點(diǎn)。l根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),全球先進(jìn)封裝基板市場規(guī)模將由2023年的149億美元增至2029年312億美元;2022年中國企業(yè)先進(jìn)封裝基板全球市占率僅5%。l2023年9月英特爾宣布將在2030年前推出用于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板(GlassCoreSubstrate)。這是繼陶瓷基板、有機(jī)基板后的第三種基板,相比有機(jī)基板,具有超低的平整度、更好的熱傳導(dǎo)性和電性、更高的互連密度、更低的成本。圖:玻璃基板與有機(jī)基板對比圖:玻璃基板與有機(jī)基板對比圖:全球先進(jìn)封裝基板市場規(guī)模晶圓廠依靠前道工藝優(yōu)勢入局先進(jìn)封裝ll晶圓制造廠在先進(jìn)封裝中的地位領(lǐng)先。先進(jìn)封裝,尤其是高端封裝的實(shí)現(xiàn)越來越依賴前道技術(shù),混合鍵合技術(shù)(HybridBonding,通過直接銅對銅的連接方式取代凸點(diǎn)或焊球互連)正成為一種新趨勢。臺積電、英特爾和三星等晶圓廠優(yōu)勢突出,憑借先進(jìn)封裝需求走高,2023年臺積電、英特爾、三星封裝收入分別位列全球第三到第五。圖圖:先進(jìn)封裝技術(shù)參與者圖圖:前十大封裝廠商排名圖圖:前五大玩家先進(jìn)封裝收入先進(jìn)封裝布局——臺積電ll2008年臺積電成立集成互連與封裝技術(shù)整合部門,專門研究先進(jìn)封裝技術(shù),重心發(fā)展扇出型封裝InFO、2.5D封裝CoWoS和3D封裝SoIC。2011年推出CoWoS,2012與賽靈思在FPGA上合作量產(chǎn);2014年投入InFO研發(fā),2016年獲得蘋果A10訂單;2018年公開SoIC技術(shù),2022年量產(chǎn),AMD是首發(fā)客戶。l2020年臺積電宣布將其2.5D和3D封裝產(chǎn)品合并為一個全面的品牌3DFabric技術(shù),進(jìn)一步將制程工藝和封裝技術(shù)深度整合;2022年宣布成立臺積電開放創(chuàng)新平臺(OIP?)3DFabric聯(lián)盟,以進(jìn)一步加速3DIC生態(tài)系統(tǒng)的創(chuàng)新及完備。圖:臺積電3DFabric技術(shù)平臺先進(jìn)封裝布局——臺積電圖:臺積電CoWoS封裝技術(shù)l圖:臺積電CoWoS封裝技術(shù)lCoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate):一種2.5D封裝技術(shù),根據(jù)中介層的不同,臺積電CoWoS封裝技術(shù)包括CoWoS-S(SiliconInterposer)、CoWoS-R(RDLInterposer)以及CoWoS-L(LocalSiliconInterconnectandRDLInterposer)三種類型。l英偉達(dá)H100、A100、B100采用臺積電CoWoS技術(shù)。TrendForce預(yù)計(jì)臺積電2024年CoWos總產(chǎn)能增長150%,年底達(dá)到月產(chǎn)能接近40K,2025年再增長7成,其中英偉達(dá)需求占比近半。圖:臺積電圖:臺積電CoWoS封裝技術(shù)先進(jìn)封裝布局——臺積電llInFO(IntegratedFan-Out):晶圓級系統(tǒng)集成技術(shù),具有高密度RDL(重新分布層)和TIV(ThroughInFOVia),可實(shí)現(xiàn)高密度互連和性能。臺積電InFO封裝技術(shù)包括InFO_oS(InFOonSubstrate)、InFO_PoP(InFOPackageonPackage)兩種類型,其中InFO_PoP是業(yè)界首款3D晶圓級扇出封裝。l蘋果自iPhone7A10處理器之后A處理器均采用臺積電InFO封裝。圖:臺積電圖:臺積電InFO封裝技術(shù)先進(jìn)封裝布局——臺積電圖:臺積電SoIC技術(shù)可與圖:臺積電SoIC技術(shù)可與CoWoS和InFO配合lSoIC(System-on-Integrated-Chips推進(jìn)異構(gòu)小芯片集成的3D封裝技術(shù),將有源和無源芯片集成到一個新的集成SoC系統(tǒng)中,該系統(tǒng)與原生SoC在電氣上相同,具有體積小、超高密度垂直堆疊、性能高、低功耗的特點(diǎn)。臺積電SoIC封裝技術(shù)包括SoIC-CoW(SoIC-ChiponWafer)、SoIC-WoW(SoIC-WaferonWafer)兩種類型。lSoIC技術(shù)可以集成到CoWoS和InFO技術(shù)中。AMDMI300搭配使用SoIC和CoWoS封裝圖:臺積電圖:臺積電SoIC封裝技術(shù)先進(jìn)封裝布局——三星ll2022年12月,三星電子在半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門內(nèi)成立先進(jìn)封裝(AdvancedPackaging,AVP)業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì),以加強(qiáng)先進(jìn)封裝技術(shù),并在各業(yè)務(wù)部門之間創(chuàng)造協(xié)同效應(yīng);2024年7月AVP業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)重組為AVP開發(fā)團(tuán)隊(duì),目的是搶占2.5D、3D等新封裝技術(shù)。lAVP團(tuán)隊(duì)可為客戶和產(chǎn)品量身定制先進(jìn)封裝技術(shù)和解決方案,并將其商業(yè)化。同時特別致力于開發(fā)基于RDL(重布線層)、SiInterposer(硅中介層)/Bridge(硅橋接)和TSV(硅通孔)堆疊技術(shù)的下一代2.5D和3D高級封裝解決方案。l2023年三星成立MDI(多芯片集成)聯(lián)盟。圖:三星一站式的全面封裝服務(wù)先進(jìn)封裝布局——三星圖:三星I-Cube圖:三星I-Cube封裝技術(shù)lI-Cube:2.5D封裝技術(shù),采用三星的硅通孔和后道工序技術(shù),讓多個芯片各自的專門功能和諧并存,從而提高效率。三星于2018年推出I-Cube2,可以集成一個邏輯裸片和兩個HBM裸l根據(jù)所用中介層的不同類型,I-Cube可細(xì)分為I-CubeS和I-CubeE。另外,三星還提供混合基底結(jié)構(gòu)的封裝技術(shù)H-Cube。lX-Cube:3D封裝技術(shù),通過垂直堆疊組件來提高性能,三星2020年推出eXtended-Cube(X-Cube)。根據(jù)上下芯片連接方式的不同,X-Cube分為X-Cube(μ-Bump/微凸塊)和X-Cube(HybridCopperBonding,銅混合鍵合)。圖:三星X-Cube封裝技術(shù)先進(jìn)封裝布局——三星圖:三星先進(jìn)封裝交鑰匙解決方案先進(jìn)封裝布局——英特爾ll英特爾希望到2030年實(shí)現(xiàn)單個封裝中集成1萬億個晶體管的目標(biāo)。lEMIB(EmbeddedMulti-DieInterconnectBridge2.5D封裝技術(shù),不含中介層,通過嵌入基板的硅橋?qū)崿F(xiàn)芯片直接的連接。lFoveros:3D封裝技術(shù),2019年推出的Lakefield首次采用Foveros封裝。英特爾預(yù)計(jì)2025年3D封裝產(chǎn)能將是2023年的4倍。圖:英特爾封裝技術(shù)倒裝芯片球柵陣列FCBGA2D?具有單晶?;蚨嘈酒庋b(MCP)的復(fù)雜FCBGA/LGA的全球領(lǐng)導(dǎo)?直接參與基板的供應(yīng)鏈以及內(nèi)部研發(fā)(R&D),以優(yōu)化基板技術(shù)。?創(chuàng)新的熱壓鍵合(TCB)工具的最大基地之一,可提高產(chǎn)量,減少翹曲。?生產(chǎn)驗(yàn)證:自2016年以來已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)(HVM)。嵌入式多晶?;ミB橋接EMIB2.5D?以高效且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式連接多個復(fù)雜晶粒。?2.5D封裝,用于邏輯到邏輯和邏輯到高帶寬內(nèi)存(HBM)。?嵌入封裝基板的硅橋用于連接。?可擴(kuò)展架構(gòu)。?簡化的供應(yīng)鏈和組裝流程。?生產(chǎn)驗(yàn)證:自2017年以來,利用英特爾和外部芯片進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。3D堆棧解決方案Foveros(2.5D和3D)?針對性價比優(yōu)化的下一代封裝。?適用于客戶端和邊緣應(yīng)用。?適用于具有多個頂端芯粒的解決方案。?生產(chǎn)驗(yàn)證:自2019年以來,利用主動式基礎(chǔ)晶粒進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。EMIB+FoverosEMIB3.5D?支持包含多種晶粒的靈活的異構(gòu)系統(tǒng)。?非常適合需要在一個封裝中組合多個3D堆棧的應(yīng)用。?英特爾DataCenterGPUMaxSeriesSoC:使用EMIB3.5D,打造出英特爾有史以來大批量生產(chǎn)的最復(fù)雜的異構(gòu)芯片,該芯片擁有超過1000億個晶體管、47個活動磁貼和5個工藝節(jié)點(diǎn)。先進(jìn)封裝布局——日月光ll2022年日月光推出VIPack先進(jìn)封裝平臺,由六大核心技術(shù)組成,提供垂直互聯(lián)集成封裝解決方案。此平臺利用先進(jìn)的重布線層(RDL)制程、嵌入式整合以及2.5D/3D封裝技術(shù),協(xié)助客戶在單個封裝中集成多個芯片來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新未來應(yīng)用。圖:日月光VIPack先進(jìn)封裝平臺的六大核心技術(shù)先進(jìn)封裝布局——日月光圖:日月光扇出型封裝技術(shù)l圖:日月光扇出型封裝技術(shù)lFOCoS(Fan-OutChiponSubstrate):可將不同的芯片封裝在高腳數(shù)BGA基板上,包括FOCoS-CF(ChipFirst)和FOCoS-CL(ChipLast)兩種。lFOCoS-Bridge:通過橋接硅芯片連接不同芯片。lFOPoP(Fan-OutPackageonPackage結(jié)合扇出式底部封裝和標(biāo)準(zhǔn)頂部封裝,底部封裝有兩個RDL(頂部和底部),利用電鍍銅柱實(shí)現(xiàn)穿模垂直互連。lFOSiP(Fan-OutSysteminPackage扇出型系統(tǒng)級封裝。先進(jìn)封裝布局——日月光圖:硅基光電子封裝技術(shù)和應(yīng)用l圖:硅基光電子封裝技術(shù)和應(yīng)用l2.5D/3D:在2.5D結(jié)構(gòu)中,兩個或多個有源芯片并排放置在硅中介層上,以實(shí)現(xiàn)極高的芯片到芯片互連密度。在3D結(jié)構(gòu)中,有源芯片采用堆疊的方式集成,以實(shí)現(xiàn)最短的互連和最小的封裝面積。lCo-PackagedOptics和OpticalI/0:“共封裝光學(xué)”和“光學(xué)I/O”有望通過高度集成的組裝進(jìn)一步縮短電氣路徑,從而提供更高的帶寬,以確保比可插拔光學(xué)更好的能源效率和資本支出。先進(jìn)封裝布局——長電科技ll倒裝封裝技術(shù):長電科技提供豐富的倒裝芯片產(chǎn)品組合,從搭載無源元器件的大型單芯片封裝,到模塊和復(fù)雜的先進(jìn)3D封裝,包含多種不同的低成本創(chuàng)新選項(xiàng)。長電科技提供從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的全方位一站式倒裝芯片服務(wù),包括高速、高引腳數(shù)的數(shù)字和射頻測試。l晶圓級封裝技術(shù):長電科技提供的晶圓級技術(shù)解決方案包括扇入型晶圓級封裝(FIWLP)、扇出型晶圓級封裝(FOWLP)、集成無源器件(IPD)、硅通孔(TSV)、包封芯片封裝(ECP)、射頻識別(RFID)。長電科技的創(chuàng)新晶圓級制造方法稱為FlexLineTM方法,為客戶提供了不受晶圓直徑約束的自由,同時實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)制造流程無法實(shí)現(xiàn)的供應(yīng)鏈簡化和成本降低。圖:長電科技倒裝封裝技術(shù)圖:長電科技倒裝封裝技術(shù)圖:長電科技晶圓級封裝技術(shù)先進(jìn)封裝布局——長電科技ll2.5D/3D集成技術(shù):長電科技積極推動傳統(tǒng)封裝技術(shù)的突破,率先在晶圓級封裝、倒裝芯片互連、硅通孔等領(lǐng)域中采用多種創(chuàng)新集成技術(shù),以開發(fā)差異化的解決方案,推出的2.5D/3D集成解決方案包括堆疊芯片封裝、層疊封裝、封裝內(nèi)封裝、2.5D/多芯片eWLB和QFP-SD等。l系統(tǒng)級封裝技術(shù):長電科技在SiP封裝的優(yōu)勢體現(xiàn)在3種先進(jìn)技術(shù):1、雙面塑形技術(shù),有效地降低了封裝的外形尺寸,縮短了多個裸芯片和無源器件的連接,降低了電阻,并改善了系統(tǒng)電氣性能;2、EMI電磁屏蔽技術(shù),使用背面金屬化技術(shù)來有效地提高熱導(dǎo)率和EMI屏蔽;3、激光輔助鍵合(LAB)技術(shù),使用激光輔助鍵合來克服傳統(tǒng)的回流鍵合問題,例如CTE不匹配,高翹曲,高熱機(jī)械應(yīng)力等導(dǎo)致可靠性問題。圖:長電科技2.5D/3D集成技術(shù)圖圖:長電科技2.5D/3D集成技術(shù)圖:長電科技系統(tǒng)級封裝技術(shù)先進(jìn)封裝布局——長電科技ll2021年長電科技集合長期各項(xiàng)先進(jìn)封裝技術(shù)積累,正式推出面向Chiplet的高密度多維異構(gòu)集成技術(shù)平臺XDFOI?,利用協(xié)同設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)了芯片成品集成與測試一體化,涵蓋2D、2.5D、3DChiplet集成技術(shù)。l2023年1月長電科技宣布其XDFOI?Chiplet高密度多維異構(gòu)集成系列工藝已按計(jì)劃進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)階段,同步實(shí)現(xiàn)國際客戶4nm節(jié)點(diǎn)多芯片系統(tǒng)集成封裝產(chǎn)品出貨,最大封裝體面積約為1500mm2的系統(tǒng)級封裝。圖:長電科技XDFOIChiplet異構(gòu)集成解決方案先進(jìn)封裝布局——通富微電l2021年公司在高性能計(jì)算領(lǐng)域建成了2.5D/3D封裝平臺(VISionS)及超大尺寸FCBGA研發(fā)平臺。截至2023年底,通富微電超大尺寸2D+封裝技術(shù)、3D堆疊封裝技術(shù)、大尺寸多芯片chiplast封裝技術(shù)已驗(yàn)證通過;SiP產(chǎn)品方面實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首家WB分腔屏蔽技術(shù)研發(fā)及量產(chǎn);通過高導(dǎo)熱材料開發(fā)滿足FCBGA大功率產(chǎn)品高散熱需求。l通富微電將大力投資2D+等先進(jìn)封裝研發(fā),積極拉通Chiplet市場化應(yīng)用,提前布局更高品質(zhì)、更高性能、更先進(jìn)的封裝平臺,不斷強(qiáng)化與客戶的深度合作,拓展先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)版圖。圖:通富微電先進(jìn)封裝技術(shù)長電科技:全球第三大OSAT廠商,全面布局先進(jìn)封裝ll全球第三大OSAT廠商,擁有六大生產(chǎn)基地。長電科技成立于1972年,2015年成功收購星科金朋,目前是全球第三大OSAT廠商,在中國、韓國和新加坡設(shè)有六大生產(chǎn)基地和兩大研發(fā)中心,在20多個國家和地區(qū)設(shè)有業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu),可與全球客戶進(jìn)行緊密的技術(shù)合作并提供高效的產(chǎn)業(yè)鏈支持,產(chǎn)品、服務(wù)和技術(shù)涵蓋了主流集成電路系統(tǒng)應(yīng)用,包括網(wǎng)絡(luò)通訊、移動終端、高性能計(jì)算、車載電子、大數(shù)據(jù)存儲、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智造等領(lǐng)域。l2024年3月,公司擬以6.24億美元現(xiàn)金收購晟碟半導(dǎo)體(上海)80%股權(quán),加大先進(jìn)閃存存儲產(chǎn)品封裝和測試產(chǎn)能布局的同時,進(jìn)一步增強(qiáng)與全球存儲巨頭西部數(shù)據(jù)的合作關(guān)系,或?qū)⑹芤嬗诖鎯π酒枨筇嵘?024年上半年設(shè)計(jì)服務(wù)事業(yè)部成功完成復(fù)雜的先進(jìn)封裝設(shè)計(jì)和Chiplet仿真項(xiàng)目,并順利交付給戰(zhàn)略關(guān)鍵客戶。l2Q24實(shí)現(xiàn)收入86.45億元(YoY+36.9%,QoQ+26.3%),歸母凈利潤4.84億元(YoY+25.5%,QoQ+258%),扣非歸母凈利潤4.74億元(YoY+46.9%,QoQ+340%),毛利率為14.28%(YoY-0.8pct,QoQ+2.1pct)。圖:長電科技主要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)mm收入(億元)——毛利率—量-凈利率0通富微電:全球第四大OSAT廠商,AMD最大封測供應(yīng)商ll全球第四大OSAT廠商,AMD最大封測供應(yīng)商。通富微電成立于1994年,2016年收購AMD蘇州、檳城兩廠85%股權(quán),目前是全球第四大OSAT廠商,在南通、合肥、廈門、蘇州、馬來西亞檳城擁有七大生產(chǎn)基地,為全球客戶提供快速和便捷的服務(wù),產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)全方位涵蓋網(wǎng)絡(luò)通訊、移動終端、家用電器、人工智能和汽車電子等領(lǐng)域。另外,公司是AMD最大的封測供應(yīng)商,占其訂單總數(shù)的80%以上,將隨其業(yè)務(wù)成長而受益。l升級大尺寸多芯片Chiplet封裝技術(shù),16層芯片堆疊封裝產(chǎn)品大批量出貨。2024年上半年公司對大尺寸多芯片Chiplet封裝技術(shù)升級,新開發(fā)了Cornerfill、CPB等工藝,增強(qiáng)對chip的保護(hù);啟動基于玻璃芯基板和玻璃轉(zhuǎn)接板的FCBGA芯片封裝技術(shù),目前已完成初步驗(yàn)證;16層芯片堆疊封裝產(chǎn)品大批量出貨。l2Q24營收57.98億元(YoY+10.1%,QoQ+9.8%),歸母凈利潤2.24億元(YoY+217%,QoQ+128%),毛利率為16.00%(YoY+4.7pct,QoQ+3.9pct)。公司2024年?duì)I收目標(biāo)為252.80億元,同比增長13.52%。圖:通富微電主要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)0842420mm歸母凈利潤(億元)——YoY偉測科技:第三方集成電路測試企業(yè),先進(jìn)封裝推動測試需求ll聚焦高算力芯片、先進(jìn)架構(gòu)及先進(jìn)封裝芯片、高可靠性芯片的測試需求,客戶數(shù)量200余家。偉測科技成立于2016年,是獨(dú)立的第三方集成電路測試企業(yè),主營業(yè)務(wù)包括晶圓測試、芯片成品測試以及與集成電路測試相關(guān)的配套服務(wù),堅(jiān)持“以中高端晶圓及成品測試為核心,積極拓展工業(yè)級、車規(guī)級及高算力產(chǎn)品測試”的發(fā)展策略,聚焦高算力芯片(CPU、GPU、AI、FPGA)、先進(jìn)架構(gòu)及先進(jìn)封裝芯片(SoC、Chiplet、SiP)、高可靠性芯片(車規(guī)級、工業(yè)級)的測試需求。目前客戶數(shù)量200余家,涵蓋芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、IDM等類型的企業(yè)。lChiplet增加測試需求和難度。Chiplet將一顆大SoC芯片拆分成多個芯粒,眾多芯粒的測試需要在晶圓階段完成,這需要更多的探針來同時完成測試,同時其相較于測試完整芯片難度更大。公司聚焦高端芯片測試,需求和價值量均有望受益。l2Q24實(shí)現(xiàn)收入2.46億元(YoY+43%,QoQ+34%),歸母凈利潤1116萬元(YoY-74%,QoQ+3751%),毛利率為30.06%(YoY-8.7pct,QoQ+3.5pct)。圖:通富微電主要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)333322110mm歸母凈利潤(億元)YoY風(fēng)險提示一、國產(chǎn)替代進(jìn)程不及預(yù)期。國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)相比海外半導(dǎo)體大廠起步較晚,在技術(shù)和人才等方面存在差距,在國產(chǎn)替代過程中產(chǎn)品研發(fā)和客戶導(dǎo)入進(jìn)程可能不及預(yù)期。二、下游需求不及預(yù)期。全球電子產(chǎn)品等終端需求可能不及預(yù)期,從而導(dǎo)致對半導(dǎo)體產(chǎn)品需求量減少。三、行業(yè)競爭加劇的風(fēng)險。在政策和資本支持下,國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)數(shù)量較多,在部分細(xì)分市場可能出現(xiàn)競爭加劇的風(fēng)險,從而影響企業(yè)盈利能力。四、國際關(guān)系發(fā)生不利變化的風(fēng)險。我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在部分環(huán)節(jié)需要依賴海外廠商,若未來國際關(guān)系發(fā)生不利變化,可能對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營產(chǎn)生重大影響。免責(zé)聲明國信證券投資評級投資評級標(biāo)準(zhǔn)類別級別說明報(bào)告中投資建議所涉及的評級(如有)分為股票評級和行業(yè)評級(另有說明的除外)。評級標(biāo)準(zhǔn)為報(bào)告發(fā)布日后6到12個月內(nèi)的相對市場表現(xiàn),也即報(bào)告發(fā)布日后的6到12個月內(nèi)公司股價(或行業(yè)指數(shù))相對同期相關(guān)證券市場代表性指數(shù)的漲

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