亚商投顾-价值量提升叠加需求回暖,封测产业链机遇将至!
2023-10-20 13:35:10
导读/核心观点
先进封装、产业概况、行业催化、相关企业整理
事件:近日,拜登政府更新了针对AI芯片的出口管制规定,计划阻止英伟达等公司向中国出口先进的AI芯片,并将多家中国实体增列入出口管制实体清单。
那从A股市场表现来看,美国制裁利空落地,半导体及元件板块逆市大幅走强,先进封装方向放量领涨(截至10月19日)。那么,什么是先进封装?相关公司有哪些?下面小编将围绕这些问题和大家简单地聊一聊,希望对大家了解先进封装行业有所帮助。
一、产业概况
1.概念解析
半导体封装是指将生产加工后的晶圆进行切割、焊线、塑封,使电路与外部器件实现连接,并为半导体产品提供机械保护,使其免受物理、化学等环境因素损失的工艺。
2.半导体封装技术发展历程:由传统到先进
封装技术的发展史是芯片性能不断提高、系统不断小型化的历史。封装是半导体晶圆制造的后道工序之一,目的是支撑、保护芯片,使芯片与外界电路连接、增强导热性能等。封装技术的发展大致分为4个阶段:
第一、第二阶段(1990年以前)以DIP、SOP和LCC等技术为主,属于传统封装;
第三阶段(1990至2000年)已经开始应用先进封装技术,这一阶段BGA、CSP和FC技术已开始大规模生产;
第四阶段(2000年至今),先进封装技术从二维开始向三维拓展,出现了2.5D/3D封装、晶圆级封装、扇出型封装等封装技术。先进封装也称为高密度封装(HDAP,High Density Advanced Package),采用先进的设计和工艺对芯片进行封装级重构,并有效提升系统性能。相较于传统封装,先进封装具有引脚数量增加、芯片系统更小型化且系统集成度更高等特点。
3.后摩尔时代,先进封装发展趋势确定
集成电路发展主要沿着两个技术路线进行,一个是摩尔定律的延伸,即向芯片小型化的方向发展,通过微缩半导体器件的晶体管尺寸以增加可容纳的晶体管数量,以单个芯片性能的提升为目标;另一个是超越摩尔定律,即以先进封装技术的发展为主要方向,将处理、模拟等多种芯片集成在一个系统内,实现系统级封装(System in Package,SiP),以系统性能的提升为目标。
先进封装是在不要求提升芯片制程的情况下,实现芯片的高密度集成、体积的微型化,并降低成本,符合高端芯片向尺寸更小、性能更高、功耗更低演进的趋势。传统封装的功能主要在于芯片保护、电气连接,先进封装在此基础上增加了提升功能密度、缩短互联长度、进行系统重构的三项新功能。在后摩尔时代,人们开始由先前的“如何把芯片变得更小”转变为“如何把芯片封得更小”,先进封装成为半导体行业发展重点。
二、产业链全景梳理
封装产业的上游是以康强电子、兴森科技、岱勒新材、三环集团为代表的封装材料供应商与士兰微、中芯国际为代表的集成电路制造企业。中游作为集成电路封装行业主体,主要进行集成电路封装与测试过程。下游为3C电子、工控等终端应用。
三、行业催化助上涨
1.先进封装应用广泛,是实现Chiplet设计的基础。在Chiplet设计方案中,不同的die(芯片裸片)之间采用先进封装互联。目前,先进封装向连接密集化、堆叠多样化和功能系统化方向发展主要依赖四大要素:凸块(Bump)、重布线层(RDL)、晶圆(wafer)以及硅通孔(TSV)技术。其中,RDL和TSV分别起到横向及纵向电气延伸的作用,Bump及晶圆级封装主要起到缩小封装尺寸,提升单位体积性能的作用。目前主流的先进封装方案包括倒装封装(FC)、晶圆级封装、扇出型封装(Fan Out)、2.5D/3D封装以及系统级封装(SiP)。根据Yole及集微咨询数据,倒装封装技术是目前市场份额最大的板块,2022年全球倒装封装技术市场规模为290.9亿美元,占比达76.7%。未来3D封装有望快速成长,份额有望快速提升。
2.AI加速落地,带动先进封装需求快速增长。先进封装在高算力芯片上优势显著:HBM方案的提出,解决了存储内存速率瓶颈的问题;AMD的新款算力芯片MI300由13个小芯片堆叠而成,采用堆叠子模块的方式进一步提升性能;CoWoS技术在GPU芯片的批量应用,解决了互联密度的问题。目前,伴随AI相关应用的加速落地,对于算力芯片的需求快速提升,与之配套的先进封装需求快速增长。目前CoWoS的发明者台积电计划斥资900亿新台币设立生产先进封装的晶圆厂以满足日益饱满的订单,其他海外大厂也在加快布局,以满足日益增长的先进封装需求。
3.我国先进封装快速发展且潜力巨大。我国先进封装市场快速成长,据中国半导体行业协会统计及集微咨询数据,预计2023年中国先进封装市场规模预计达1330亿元,2020-2023年4年的复合增长率约为13.8%。但是,目前国内先进封装市场占比仅为39.0%,与全球先进封装市场占比(48.8%)相比仍有较大差距,尚有较大提升空间。目前,由于制裁不断升级,国内先进制程发展受阻,Chiplet设计及先进封装制造有希望成为国产替代的突破口,我国先进封装产业有望进入发展快车道。
四、行业触底持续进行,底部反转或将到来
先进封装技术是现代电子产业发展的重要趋势之一,其通过将多个芯片或电子元件封装在一起,实现更小、更高效、更低能耗的电子产品。随着5G、物联网、人工智能等新兴技术的快速发展,先进封装技术的市场需求不断增长。
展望未来,芯片设计公司库存压力将有望随下游需求边际向好而继续改善,待需求底部反转后,由于封测公司在产业链中的位置相对靠后,封测公司有望率先收益。此外,由于封测行业重资产属性强,进入上行周期后,有望表现更高的利润弹性。相关企业如下图:
风险提示:先进封装市场规模增长不达预期、国产厂商技术进步较慢风险等
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