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1、证券研究报告|行业深度|半导体1/17请务必阅读正文之后的免责条款部分半导体报告日期:2023 年 06 月 03 日封测封测价值重启(一):价值重启(一):Chiplet 与周期共振与周期共振行业深度报告行业深度报告投资要点投资要点Chiplet 凭借设计灵活凭借设计灵活、上市周期短上市周期短、成本低等优势成本低等优势,成为全球延续成为全球延续“摩尔定律摩尔定律”重要路径之一重要路径之一,也是我国破解海外技术封锁的关键也是我国破解海外技术封锁的关键。近年来国际厂商积极推出相近年来国际厂商积极推出相关产品关产品,比比如如 AMD Milan-X、英伟英伟达达 H100、苹苹果果M1M1 Ult
2、raUltra、英特英特尔尔SapphireSapphire RapidsRapids、华为鲲鹏华为鲲鹏 920 等。目前,国际等。目前,国际 Intel、TSMC Chiplet 技术相对成熟,国内长电技术相对成熟,国内长电、通富已具备量产能力。未来,随着算力需求增加催化通富已具备量产能力。未来,随着算力需求增加催化 Chiplet 提速渗透,叠加国提速渗透,叠加国内安全自主可控需求,将内安全自主可控需求,将加速加速推动我国推动我国 IC 载板、封测、设备等相关产业链环节载板、封测、设备等相关产业链环节革新与国产化进程。革新与国产化进程。终端产品:终端产品:Chiplet 破解后摩尔时代的算
3、力焦虑破解后摩尔时代的算力焦虑后摩尔时代先进制程开发难度和成本不断攀升,Chiplet 工艺能避开先进制程提升障碍和解决 SoC 研发问题,具备设计灵活、上市周期短、成本低等优势,已成为全球半导体产业重点关注的赛道之一。1)海外:)海外:AMD、英伟达、苹果、英特尔等巨头已纷纷入局,并已取得显著成果。其中,Intel 依靠 Chiplet 技术研发推出Sapphire Rapids 处理器,包含 52 款 CPU,最多支持 60 核,算力比上一代芯片提高 53%。2)国内国内:目前国内华为、北极雄芯等厂商也在不断加速 Chiplet 产品研发。其中,华为在 2019 年 1 月研发推出鲲鹏 9
4、20 处理器,采用 7nm 制造工艺,基于 ARM 架构授权,典型主频下 SPECint Benchmark 评分超过 930,超出业界标杆 25%,能效比优于业界标杆 30%。技术布局:龙头强势入局把握技术布局:龙头强势入局把握 Chiplet 时代机遇时代机遇Chiplet 不仅可满足不断增长的芯片性能需求和功能多样化需求,还有望为我国争取芯片发展战略缓冲期。1)国际国际:国际先进封装巨头 Intel、TSMC 已拥有相对成熟的 Chiplet 产能布局,技术领先引领发展。其中,TSMC 已推出 InFO、CoWoS、SoIC 等先进封装技术;Intel 已推出 EMIB、Foveros、
5、Co-EMIB 等。2)国内:)国内:长电科技、通富微电等前瞻布局奋力追赶,已具备 Chiplet 量产能力。其中,长电XDFOI Chiplet 高密度多维异构集成系列工艺已进入稳定量产阶段,实现国际客户4nm 节点多芯片系统集成封装产品出货。通富可为客户提供晶圆级和基板级Chiplet 封测解决方案,已为 AMD 大规模量产 Chiplet 产品。产业升级:产业升级:Chiplet 加速催化产业链革新加速催化产业链革新随着 Chiplet 技术生态逐渐成熟,国内厂商通过自重用及自迭代利用技术的多项优势,推动各环节价值重塑。1)IC 载板:载板:Chiplet 应用将增加芯片封装面积,同时下
6、游高性能、高算力芯片需求增加,均将带动 ABF 载板用量增加。根据华经产业研究院数据,2019 年国产化率约为 4%,国产化空间大。国内鹏鼎控股、东山精密、深南电路、兴森科技等纷纷布局载板赛道,同时上游厂商生益科技、华正新材、方邦股份等积极研发推动载板原材料国产化发展。据 Prismark 数据,2026年全球 IC 封装基板行业规模为 214 亿美元,2021-2026E CAGR 为 8.6%。2)封测封测技术技术:Chiplet 对封装工艺提出更高要求,将推动先进封装技术整合和芯片测试需求,先进封装将成为未来封测市场的主要增长点。据 Yole 数据,2026 年先进封装全球市场规模为 4
7、75 亿美元,占比达 50%,2020-2026E CAGR 约为 7.7%。3)封)封测设备测设备:Chiplet 技术为保证最后芯片良率,对检测设备的需求将大幅增加。我国大陆测试设备增速高于全球,MIR DATABANK 数据显示 2021 年半导体封装设备国产化率 10%,国产替代空间大。据 SEMI 数据,我国大陆集成电路测试设备市场规模自 2015 年稳步上升,2020 年市场规模为 91.35 亿元,2015-2020 CAGR达 29.32%,增速高于全球。风险提示风险提示科技领域制裁加剧、先进封装进展不及预期、下游需求不及预期等风险。行业评级行业评级:看好看好(维持维持)分析师
8、:蒋高振分析师:蒋高振执业证书号:S研究助理:褚旭研究助理:褚旭相关报告相关报告1 强国补链系列:ABF 载板与材料国产化提速2022.12.212 长电科技:先进封装助力新成长 复苏系列之封测产业研究 2022.12.273 复苏之封测行业:周期底部,复苏可期2023.02.064 通富微电:高性能计算赋能未来成长 2023.02.18行业深度2/17请务必阅读正文之后的免责条款部分正文目录正文目录1 终端产品:Chiplet 破解后摩尔时代的算力焦虑.42 技术布局:龙头强势入局把握 Chiplet 时代机遇.62.1 国际:技术领先引领发展国际:技术领先引领发展.62.2 国内:前瞻布局
9、奋力追赶国内:前瞻布局奋力追赶.93 3 产业升级:Chiplet 加速催化产业链革新.103.1ABF 载板:打破垄断强化自主可控载板:打破垄断强化自主可控.103.2 封测技术:先进工艺升级注入活力封测技术:先进工艺升级注入活力.123.3 封测设备:国产化渗透有望提速封测设备:国产化渗透有望提速.13XYkZvX8XiW9YgYmWnXfW9YnP8O9R6MoMqQoMmPfQmMrPjMnNqNbRmMzRuOoNyQMYmMmM行业深度3/17请务必阅读正文之后的免责条款部分图表目录图表目录图 1:2022 通富微电研发技术成果.10图 2:2023 年 ABF 载板下游市场占比.
10、10图 3:2021-2026 年全球 IC 载板产值(亿美元).10图 4:2020 年全球 IC 载板市场 CR10 高达 83%.11图 5:2019 年中国大陆 IC 载板产能占全球产能 16%.11图 6:IC 载板中基材成本占比最高达 35%.11图 7:带载体可剥离超薄铜箔结构.11图 8:基于 Chiplet 的异构架构应用处理器示意图.12图 9:Chiplet 方案下芯片良率显著提升.12图 10:2020-2026 年全球封装规模及结构.13图 11:2025 年先进封装预计占整个封装市场近 50%.13图 12:封测设备部分主要产品.14图 13:2019-2022 年
11、全球封测设备规模呈上升趋势.15图 14:中国大陆半导体检测设备规模稳步上升.15表 1:海外 Chiplet 部分产品推出情况(截至 2023 年 3 月).4表 2:国内 Chiplet 部分产品推出情况(截至 2023 年 3 月).5表 3:2D、2D+、2.5D、3D 封装技术对比.7表 4:台积电和英特尔系统级先进封装技术平台.7表 5:长电科技产品聚焦领域.9表 6:国内重点公司 IC 载板相关投资项目.12表 7:国内面向 Chiplet 的先进封装方案(截至 2023 年 3 月).13表 8:国内封测设备供应商(截至 2023 年 5 月 31 日).14表 9:中国大陆封
12、装测试设备国产化率总体呈上升趋势.15行业深度4/17请务必阅读正文之后的免责条款部分1 终端产品:终端产品:Chiplet 破解后摩尔时代的算力焦虑破解后摩尔时代的算力焦虑ChipletChiplet 已成为全球半导体产业重点关注的赛道之一已成为全球半导体产业重点关注的赛道之一。后摩尔时代 3nm 以下制程推进难度陡升,先进制程几乎达到物理极限,继续缩进制程需付出极大成本。目前 SoC 架构存在灵活性低、成本高、上市周期长等缺陷。而 Chiplet 可将不同工艺节点、材质、功能、供应商的具有特定功能的商业化裸片集中封装,以解 7nm、5nm 及以下工艺节点中性能与成本的平衡,并有效缩短芯片的
13、设计时间并降低风险,具备开发周期短、设计灵活性强、设计成本低等优势。ChipleChiplet t能够避开先进制程提升障碍及解能够避开先进制程提升障碍及解决决SoSoC C研发问题研发问题,已成为各大厂商追逐的焦点已成为各大厂商追逐的焦点。目前,海外的半导体巨头苹果、AMD、英伟达、英特尔等开始纷纷入局 Chiplet,希望以更小的成本来追求更佳的性能。其中,2022 年 3 月苹果发布的 M1 Ultra 芯片采用台积电CoWos-S 桥接工艺,通过 UltraFusion 封装架构实现核心传输速率 3200M,算力大幅提升;2023 年 1 月,Intel 官宣推出依靠 Chiplet 技
14、术研发的 Sapphire Rapids 处理器,包含 52款 CPU,最多支持 60 核,计算能力比上一代芯片提高 53%。表表 1:海外 Chiplet 部分产品推出情况(截至 2023 年 3 月)企业名称企业名称产品产品推出时间推出时间技术技术成果成果苹果M1 Ultra 芯片2022/03采用台积电 CoWos-S 桥接工艺,UltraFusion 封装架构,将两枚 M1 Max 晶粒内部互连利用硅中介层来连接多枚芯片,可同时传输超过 10,000个信号,从而实现高达 2.5TB/s 低延迟处理器互联带宽。M1Ultra 内 部 集 成 内 存128GB,内 存 带 宽 提 升 至8
15、00GB/s,达到最新型号的台式个人电脑芯片的 10 倍以上,最高更可选择配置总计 128GB 的统一内存AMDInstinctMI300(计划推出)2023H2采用 Chiplet 技术,Zen 4CPU 内核,在 4 块 6 纳米芯片上,堆叠 9 块 5 纳米的计算芯片,以及 8 颗共 128GB的 HBM3 显存芯片相较于上一代的 Instinct MI250,提升了 8 倍的 AI 训练算力和 5 倍的 AI 能效第四代 EYPC 处理器2022/11使用 Zen 4 核心,5nm 技术,3D V-Cache 堆叠技术每核 1MB L2 高速缓存,每 CCD 32MB L3 高速缓存,
16、12 个DDR5 通道支持高达 12TB 内存、CXL 内存扩展和PCIe 5.0,多达 128 个高带宽通道支持最新的图形和存储技术。与上一代 AMD EPYC(霄龙)处理器及行业基准相比,基于第四代 AMD EPYC(霄龙)9654 处理器的服务器带来高达 3 倍的云性能优势、2.5 倍的高性能计算性能优势和 2.9 倍的企业应用性能优势GPU RX7000 系列2022/11基于 RDNA 3 架构,使用小芯片设计,5nm 工艺提供多达 32 个新的统一计算单元、32MB 第二代 AMDInfinity Cache 技术、8GB 高速 GDDR6 内存以及高达128 位内存接口,以及专用
17、 AI 和光线追踪硬件,预计每瓦性能提升超 50%NVIDIAH1002022/03基于 Hopper 架构,采用第四代 Tensor Core 和具有FP8 精度的Transformer引擎以及台积电 4nm 工艺最多可以连接 256 个 H100 以加速百亿亿次级工作负载,以及专用的 Transformer Engine 来解决万亿参数的语言模型。H100 的综合技术创新可以将大型语言模型的速度比上一代提高 30 倍。H100 将双精度 Tensor Core的每秒浮点运算(FLOPS)提高了三倍,为 HPC 提供了60 teraFLOPS 的 FP64 计算BlueField-32021
18、/04通 过400Gb/s 以太 网或提高数据中心的性能、效率和安全性,相比上一代产品,行业深度5/17请务必阅读正文之后的免责条款部分DPUNDR400Gb/sInfiniBand网络连接,通过NVIDIADOCA 软件框架实现完全的软件向后兼容性BlueField-3 具有 10 倍加速计算能力、16 个 Arm A78 CPU核,和 4 倍的加密速度;也是首款支持第五代 PCIe 总线并提供数据中心时间同步加速的 DPUAtlan SoC2021/04CPU 使用 ARM 针对服务器领域 的 Zeus 架 构,增 加Bluefield 部分单颗 SoC 的算力能够达到 1000TOPS,
19、相比上一代 Orin SoC算力提升接近 4 倍(上代为 254TOPS)IntelPonte Vecchio(计划推出)2023采用 3D 封装的 Chiplet 技术,英特尔 7nm 工艺、台积电 7nm 工艺在单个产品上整合 47 个小芯片,综合实现计算、存储、网络多项功能,将异构集成的技术提升至新水平SapphireRapids2023/01采用“Intel 7”工艺制造、2.5D 嵌入式桥接解决方案包含 52 款 CPU,最多支持 60 核,可以提供最多 80 个 PCIe5.0 通道、最高支持 1.5TBDDR5-4800 内存,计算能力比上一代芯片提高 53%资料来源:苹果官网,
20、AMD 官网,英伟达官网,英特尔官网,IT 之家网站,浙商证券研究所国内厂商抓住当前机遇国内厂商抓住当前机遇,不断推进基于不断推进基于 Chiplet 技术的产品布局技术的产品布局。由于我国半导体行业起步较晚,尚与国外存在一定差距。近年来,我国已实施“十四五”在内等一系列政策,不断推动半导体产业发展,加快科技自立自强步伐。加之,美国目前仍在加大对于我国半导体产业的封锁力度,国内亟需建立起安全自主可控的半导体产业生态。Chiplet 能够缓解设备和材料受限的压力,一定程度上解决国内高端芯片难题,是破解海外技术封锁的关键。Chiplet作为提升算力密度的重要路径,有望成为我国缩小与国外差距、解决“
21、卡脖子”问题的重要机会,目前国内相关厂商大力布局中。其中,华为 2019 年 1 月研发推出鲲鹏 920 处理器,采用7nm制造工艺,基于 ARM 架构授权,典型主频下,SPECint Benchmark 评分超过 930,超出业界标杆 25%,能效比优于业界标杆 30%;国产 GPU 厂商壁仞科技 2022 年 8 月发布运用 Chiplet 工艺的 BR100 系列 GPU,包含 2 颗计算芯粒,采用 7nm 制程,实现高达2048TOPS INT8 算力。表 2:国内 Chiplet 部分产品推出情况(截至 2023 年 3 月)企业名称企业名称产品产品推出时间推出时间技术技术成果成果北
22、极雄芯AI 芯片“启明930”2023/02芯 片 中 央 控 制 芯 粒 采 用RISC-V CPU 核心,同时可通过高速接口搭载多个功能型芯粒,基于全国产基板材料以及 2.5D 封装采用 12nm 工艺生产,HUB Chiplet 采用 RISC-V CPU 核心,可通过灵活搭载多个 NPU Side Die 提供 8-20TOPS(INT8)稠密算力壁仞科技BR1002022/08包含 2 颗计算芯粒,通过台积电 CoWoS-S 工艺 die todie 互连采用 7nm 制程,实现了高达 2048TOPS INT8 算力寒武纪AI 芯片思元3702021/11采用 Chiplet 技术
23、将 2 颗 AI计算芯粒(MLU-Die)封装为一颗 AI 芯片基于 7nm 制程工艺,集成了 390 亿个晶体管,最大算力高达 256TOPS(INT8),是寒武纪第二代产品思元 270 算力的 2倍。芯动科技风华一号2021/11采 用 中 国 自 主 标 准 的Innolink Chiplet 多晶粒技术通过 Innolink Chiplet 扩展,“风华 1 号”GPU 显卡服务器用 B 卡,在 A 卡基础上直接性能翻倍,渲染能力达到320GPixel/秒,FP32 浮点性能达到 10T FLOPS华为鲲鹏920处理器2019/01采用 Chiplet 技术,通过采用 Chiplet
24、技术,将 7nm 逻采用 7nm 制造工艺,基于 ARM 架构授权,由华为公司自主设计完成,通过优化分支预测算法、提升运算单元数量、行业深度6/17请务必阅读正文之后的免责条款部分辑芯片与 16nm I/O芯片等集成在 SoC 中改进内存子系统架构等一系列微架构设计,大幅提高处理器性能。典型主频下,SPECint Benchmark 评分超过 930,超出业界标杆 25%。同时,能效比优于业界标杆 30%资料来源:北极雄芯官网,壁仞科技官网,寒武纪官网,芯动科技官网,华为海思官网,浙商证券研究所2 技术布局:龙头强势入局把握技术布局:龙头强势入局把握 Chiplet 时代机遇时代机遇Chipl
25、et 有望有望满足不断增长的芯片性能需求和功能多样化需求。满足不断增长的芯片性能需求和功能多样化需求。国外巨头 Intel、AMD、苹果、SAMSUNG、台积电等已积极布局 Chiplet 领域。2022 年 3 月,Intel、AMD 等十大芯片行业巨头联合组建“UCle 联盟”,推出全新的通用芯片互联标准,使市场上不同 IP 芯粒之间实现高速互联,旨在打造开放性的 Chiplet 生态系统,有望推动解决 Chiplet 标准化问题,有望带动全球 Chiplet 产业链快速发展。在在 EUV 光刻机技术落后光刻机技术落后情况情况下下,Chiplet 有望有望为为我国我国争取芯片发展战略缓冲期
26、。争取芯片发展战略缓冲期。目前国内 Chiplet 产业链还存在许多挑战,从芯片 IP 到封装封测环节,相对依赖海外制程和工艺,距离全面自主可控任重道远。国内长电科技、通富微电等封测公司已具备 Chiplet 量产能力。2022 年 4 月芯源微电子加入 UCle 联盟;2023 年 2 月存储制造商华邦电子宣布加入 UCle,有望推动国内 Chiplet 产业链实现进一步突破。2.1 国际:技术领先引领发展国际:技术领先引领发展目前目前国际国际先进封装巨头先进封装巨头 Intel、台积电台积电已拥有相对成熟的已拥有相对成熟的 Chiplet 产能布局。产能布局。1)台积电开发的 InFO、C
27、oWoS 以及 SoIC 先进封装技术现已应用于智能手机、5G 网络、AI、电子穿戴设备等多个领域。2)Intel 开发的 EMIB、Foveros 以及基于以上二者开发的 Co-EMIB 先进封装技术,开拓了全新的 3D+2D 封装设计思路。台积电台积电:1)INFO 属于 2D 封装技术,可应用于射频、无线芯片、处理器、基带芯片、图形处理器和网络芯片的封装。TSMC 依靠 INFO 取代三星成为苹果 iPhone 处理器的生产厂商。2)CoWoS 属于 2.5D 封装技术,于 2012 年开始量产,是将芯片封装到硅转接板(中介层)上,使用硅转接板上的高密度布线进行互连,再安装在封装基板上。
28、CoWoS 与 InFO 的区别是,前者通过硅转接板互连,主要针对高端市场,连线数量和封装尺寸相对较大;后者通过基板互连,主要针对性价比市场,封装尺寸和连线数量相对较少。3)SoIC 技术采用创新的多芯片堆栈技术,包含 CoW(Chip-on-wafer)和 WoW(Wafer-on-wafer)两种技术,属于 3D 封装。SoIC 没有凸点的接合结构,因而拥有更高的集成密度和更好的性能。Intel:1)EMIB 是 Intel 提出的 2D 封装技术,属于有基板类封装。因为没有 TSV,EMIB与 2.5D 封装相比工艺和设计更加简单,封装良率更高。同时相比于传统的 SoC 芯片,EMIB可
29、以把 10nm 工艺(CPU、GPU)、14nm 工艺(IO 单元、通讯单元)和 22nm 工艺(内存)整合到一起。2)Foveros 是 Intel 推出的 3D 堆叠封装技术,与 EMIB 相比,Foveros 在性能和功能方面差异不大,但在体积、功耗方面占优势,更适用于小尺寸产品。3)Co-EMIB 是EMIB 和 Foveros 的结合体,其中 EMIB 主要负责横向连接,Foveros 负责纵向堆栈。通过Co-EMIB 可将多个 3D Foveros 芯片进行拼接以制造更大的芯片系统,提供堪比单片的性能。行业深度7/17请务必阅读正文之后的免责条款部分表 3:2D、2D+、2.5D、
30、3D 封装技术对比类型类型定义定义物理结构物理结构电气互连方式电气互连方式特点特点代表技术代表技术2D 封装芯片平铺安装在基板上平铺通过基板扇出型晶圆级封装属于 2D封装的创新技术,具有高密度 RDL 和 TIV,可用于高密度互连MCM、台积电 InfO、日月光 eWLB2D+封装芯片堆叠在基板上,通过键合线连接到基板堆叠通过基板保留基板电气连接,结构上采用堆叠,可节省封装空间2.5D 封装通过硅中介层TSV 连接到基板堆叠硅中介层技术相对 3D 成熟,系统散热性能较好,支持多 die 高速互连,适用于大面积芯片,适合移动设备、笔记本电脑、可穿戴电子设备等应用英特尔 EMIB、台积电CoWoS
31、、三星 I-Cube3D 封装芯片直接通过TSV 电气连接堆叠芯片直连高密度、高带宽、低延迟,可支持数据中心、服务器的高性能计算台积电 SoIC、英特尔Foveros、三星 X-cube资料来源:SiP 与先进封装技术公众号,CSDN,浙商证券研究所表 4:台积电和英特尔系统级先进封装技术平台厂商厂商封装技术封装技术特点特点结构图示例结构图示例凸点间距凸点间距应用领域应用领域台积电3D-Fabric平台InFO一种创新的晶圆级扇出型封装平台,具有高密度 RDL和 TIV 的。主要针对性价比市场,封装尺寸较小,外形轻薄,连线数量也比较少90m智能手机、5G、AICoWoSCoWos_S高性能2.
32、5D封装实际行业标准之一,具有高带宽、低延迟、高成本特征。适用于大尺寸芯片,其中CoWoS_S 以硅衬底作为中介层50mHPC,AICoWos_R使用 RDL 作为中介层,RDL中介层由聚合物和铜走线组成,在机械方面相对灵活行业深度8/17请务必阅读正文之后的免责条款部分CoWos_L使用带有 LSI(本地硅互连)芯片的中介层提供灵活高密度的芯片互联;能够在 SoC 裸片下方集成其他元件,例如独立 IPDSoIC3D 封装,可实现具有不同芯片尺寸、功能和晶圆节点技术的芯片异构集成,具备尺寸小、高性能、低功耗优势。采用混合键合技术可以达到无凸起的键合结构,实现小芯片高密度互连,将同质和异质小芯片
33、集成到单个类似 SoC的芯片,并使用 CoWoS 或InFO 再次和内存或逻辑模块封装。10m数据中心、云计算IntelCo-EMIB 平台EMIB基于 MCM 的优化封装,是2.5D 实际行业标准之一。嵌入式硅桥在基板上集成了小的薄层硅桥用于芯片间的互连,并将硅桥嵌入封装基板中。区别于传统 2.5D 封装,具备良率高、设计简单、经济效益高等优势36-55mHPCFoveros3D 封装,封装基板的底层芯片起到主动中介层作用,中介层大量 TSV 实现上层芯片和其他系统模块通信,进一步缩短连线,降低时延25-50mHybridBonding服务于英特尔 FOVEROSDirect 平台,该技术去
34、除了焊料凸点,进一步缩小了凸点间距和总体厚度,具备更高的电流负载能力和热性能,技术门槛非常高10m资料来源:台积电官网,英特尔官网,浙商证券研究所行业深度9/17请务必阅读正文之后的免责条款部分2.2 国内:前瞻布局奋力追赶国内:前瞻布局奋力追赶根据芯思想研究院数据根据芯思想研究院数据,20222022 年长电科技是全球第三年长电科技是全球第三,中国大陆第一中国大陆第一 OSATOSAT 厂商厂商,全球市占全球市占率率 10.71%10.71%。2023 年,公司将主要投资的重点放在汽车电子专业封测基地,2.5D Chiplet,新一代功率器件封装产能规划等未来发展项目。Chiplet 小芯片
35、解决方案的多样化研发、PLP 面板级封装实用技术研发、碳化硅,氮化镓等新一代功率器件模组的研发将是 2023 年的重点推进方向。2023 年 1 月,公司宣布 XDFOI Chiplet 高密度多维异构集成系列工艺进入稳定量产阶段,同步实现国际客户 4nm 节点多芯片系统集成封装产品出货。表 5:长电科技产品聚焦领域领域领域产品覆盖领域产品覆盖领域长电优势长电优势部分进展情况部分进展情况汽车电子智能座舱、ADAS、传感器和功率器件等通过 ISO9001,IATF16949 认证;零缺陷质量守则;大功率分立器件封装;系统级封装;经量产验证的 ADAS 封装方案应用于智能车 77Ghz Radar
36、 系统的 eWLB 方案已验证通过并证明为性能最佳的封装方案;应用于车载安全系统(安全气囊)、驾驶稳定检测系统的传感器的 SOIC 方案已验证通过并量产;应用于 LiDAR 的 LGA 封装方案也通过车规认证并量产,此外多个 LiDAR 相关封装(QFN 等)在开发验证中;星科金朋韩国厂获得了多款欧美韩车载大客户的汽车产品模组开发项目,主要应用为智能座舱和 ADAS;中国大陆的厂区已完成 IGBT 封装业务布局,同时具备碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)芯片封装和测试能力,目前已在车用充电桩出货第三代半导体封测产品。通信射频前段模组(RFFE)、毫米波天线 AiP 模组等产品射频系统协同设计与
37、仿真;低介质损耗物料清单选配服务;RFFE SiP 和 5G AiP 工具箱;高速 EMI 屏蔽技术实现;一站式、全方位 5G 测试服务5G5G 通讯应用市场领域通讯应用市场领域星科金朋在大颗 fcBGA 封装测试技术上累积有十多年经验,得到客户广泛认同,具备从 12x12mm 到67.5x67.5mm 全尺寸 fcBGA 产品工程与量产能力,同时认证通过77.5x77.5mm 的 fcBGA 测试产品,目前正在与客户共同开发更大尺寸的封装产品,如接近 100 x100mm 的技术;星科金朋与客户共同开发了基于高密度 Fan out 封装技术的 2.5D fcBGA产品,同时认证通过 TSV
38、异质键合 3DSoC 的 fcBGA,为进一步全面开发Chiplet 所需高密度高性能封装技术奠定了坚实的基础。5G5G 移动终端领域移动终端领域完成多项 5G 射频模组的开发和量产,已应用于多款高端 5G 移动终端;移动终端的主要元件上,基本实现了所需封装类型的全覆盖;移动终端用毫米波天线 AiP 产品等已验证通过并进入量产阶段;星科金朋新加坡厂拥有可应用于高性能高像素摄像模组的 CIS 工艺产线。高性能计算在对集成度和算力有较高要求的FPGA、CPU、GPU、AI 和 5G 网络芯片等高性价比 2.5D 封装;超高密度凸块封装技术;完整的芯片倒装产品线;经量产验证的 WLP 解决方案;丰富
39、的区块链芯片封装经验已推出 XDFOI全系列产品,为全球客户提供业界领先的超高密度异构集成解决方案。存储DRAM,Flash 等丰富的闪存和 DRAM 产品经验;拥有领先的芯片堆叠技术;完整的银线引线类封装产品线;与全球前三大存储器制造商密切合作;星科金朋厂拥有 20 多年 memory 封装量产经验,16 层 NAND flash 堆叠、35um 超薄芯片制程能力、Hybrid 异型堆叠等,均处于国内行业领先的地位。资料来源:长电科技官网、长电科技 2021 年年报、浙商证券研究所行业深度10/17请务必阅读正文之后的免责条款部分根据芯思想研究院数据,根据芯思想研究院数据,20222022
40、年年通富微电是全球第四,中国大陆第二通富微电是全球第四,中国大陆第二 OSAT 厂商,全球厂商,全球市占率市占率 6.51%。公司收购 AMD 苏州及 AMD 槟城各 85%股权,是 AMD 最大的封测供应商,占其订单总数 80%以上,已为其大规模量产 Chiplet 产品。目前,公司自建 2.5D/3D 产线全线通线,1+4 产品及 4 层/8 层堆叠产品研发稳步推进;基于 Chip Last 工艺的 Fan-out 技术,实现 5 层 RDL 超大尺寸封装(6565mm);基于超大多芯片 FCBGA MCM 技术,实现最高 13 颗芯片集成及 100100mm 以上超大封装;完成高层数再布
41、线技术开发,可为客户提供晶圆级和基板级 Chiplet 封测解决方案,并充分利用其 CPU、GPU 量产封测平台,深度参与国产半导体高端芯片产业化过程。图 1:2022 通富微电研发技术成果资料来源:通富微电定期公告,浙商证券研究所3 产业升级:产业升级:Chiplet 加速催化产业链革新加速催化产业链革新3.1 ABF 载板:打破垄断强化自主可控载板:打破垄断强化自主可控Chiplet 应用增加芯片封装面积应用增加芯片封装面积,同时下游高性能同时下游高性能、高算力芯片需求增加高算力芯片需求增加,均将带动均将带动 ABF载板用量增加载板用量增加。受益于云技术、AI 等新应用领域蓬勃发展,AI
42、芯片需求激增,ABF 载板需求量大幅提升。据 WSTS 预测,2025 年全球 AI 芯片市场规模将达到 726 亿美元,2021-2025ECAGR 约为 29%。据 Prismark 数据,2021 年全球 IC 封装基板行业规模达到 142亿美元,同比增长近 40%,预计 2026 年将达到 214 亿美元,2021-2026E CAGR 为 8.6%。图 2:2023 年 ABF 载板下游市场占比图 3:2021-2026 年全球 IC 载板产值(亿美元)资料来源:立鼎产业研究网,浙商证券研究所资料来源:Prismark,兴森科技公告,浙商证券研究所行业深度11/17请务必阅读正文之后
43、的免责条款部分全球全球 IC 载板产能集中于日载板产能集中于日、韩韩、中国台湾中国台湾。根据华经产业研究院数据,2019 年按制造地划分统计,日、韩、中国台湾 IC 载板产能合计约占全球产能的 79%,中国大陆占 16%,其中内资为 4%。根据华经产业研究院数据,其中,IC 载板原材料树脂基板材料成本占比最高,超过 30%。ABF 堆积膜为 ABF 载板核心基材,其发明者日本味之素公司占据绝大多数市场份额。目前,上游厂商生益科技、华正新材、方邦股份等公司均在积极研发推动载板原材料国产化发展。其中,华正新材 2022 年 7 月与深圳先进电子材料国际创新研究院设立合资公司,开展 CBF 积层绝缘
44、膜开发、生产和销售。图 4:2020 年全球 IC 载板市场 CR10 高达 83%图 5:2019 年中国大陆 IC 载板产能占全球产能 16%资料来源:IC Insights,浙商证券研究资料来源:华经产业研究院,浙商证券研究所图 6:IC 载板中基材成本占比最高达 35%图 7:带载体可剥离超薄铜箔结构资料来源:华经产业研究院,浙商证券研究所资料来源:方邦股份定期公告,浙商证券研究所IC 载板加速国产化载板加速国产化,国内鹏鼎控股国内鹏鼎控股、东山精密东山精密、兴森科技积极投资扩产兴森科技积极投资扩产。2023 年 1 月,鹏鼎控股宣布投资礼鼎半导体,布局高阶半导体封装载板赛道。兴森科技
45、 2022 年 2 月宣布规划投资 60 亿元分两期建设广州 FCBGA 封装基板项目,完产可新增产能 24000 万颗FC-BGA/年;2022 年 6 月,投资 12 亿元用于珠海 FCBGA 封装基板项目,预计完产可新增产能 2400 万颗 FC-BGA/年。行业深度12/17请务必阅读正文之后的免责条款部分表 6:国内重点公司 IC 载板相关投资项目公司名称公司名称公告日期公告日期公司公司 ICIC 载板相关投资项目载板相关投资项目鹏鼎控股2023/1/13公司公告表示向礼鼎半导体增资 1.36 亿美元,礼鼎半导体专注于高阶半导体封装载板的研发、生产和销售。通过投资礼鼎半导体有助于公司
46、借此加大半导体领域的战略布局,充分把握电子行业的技术发展趋势。深南电路2022/8/19定期公告显示,新项目建设方面,面向高端存储与 FC-CSP 封装基板的无锡基板二期项目建设推进顺利,预计2022 年第四季度连线投产;面向 FC-BGA、RF 及 FC-CSP 等封装基板的广州封装基板项目有序推进建设中。兴森科技2022/2/9、2022/6/22022 年 2 月 9 日,公司公告称已通过在中新广州知识城内设立全资子公司建设广州 FCBGA 封装基板生产和研发基地项目,分两期建设月产能为 2,000 万颗的 FCBGA 封装基板智能化工厂,为芯片国产化解决卡脖子技术及产品难题,项目总投资
47、额预计约人民币 60 亿元。2022 年 6 月 2 日,公司发布公告称全资子公司珠海兴森半导体有限公司拟投资 12 亿元投资建设 FCBGA 封装基板项目,配套国内 CPU/GPU/FPGA 等高端芯片产业的发展。东山精密2021/7/29作为全球领先的电子电路研发、设计、生产、销售企业,为进一步巩固和提升行业地位,拓宽高端电子电路产品体系,更好的服务全球优质客户,公司拟投资设立全资子公司专业从事 IC 载板的研发、设计、生产和销售,投资总额不超过人民币 150,000 万元。资料来源:兴森科技公告、深南电路定期报告、东山精密公告、鹏鼎控股公告,浙商证券研究所3.2 封测技术:先进工艺升级注
48、入活力封测技术:先进工艺升级注入活力Chiplet 推动封装技术升级,带动测试需求同步增长。推动封装技术升级,带动测试需求同步增长。1)Chiplet 对封装工艺提出更高要求。Chiplet 与 SiP 相似,都是进行不同元件间的整合与封装,而 Chiplet 的各裸芯片之间是彼此独立的,整合层次更高。Chiplet 方案需要减少 die-to-die 互连时延同时保证信号传输质量,要求实现更高的芯片布线密度,进一步催化先进封装向高集成、高 I/O 密度的路线发展。2)Chiplet 将推动芯片测试需求增长。相比 SoC 封装,基于 Chiplet 架构的芯片制作需要多个裸芯片,单个裸芯片失效
49、会导致整个芯片失效,需要进行更多测试以减少失效芯片带来的损失,带动芯片测试业务需求增加。图 8:基于 Chiplet 的异构架构应用处理器示意图图 9:Chiplet 方案下芯片良率显著提升资料来源:芯原股份年报,浙商证券研究所资料来源:WikiChip,浙商证券研究所先进封装是未来封测市场主要增长点,在整体封测市场中所占份额将持续增加。先进封装是未来封测市场主要增长点,在整体封测市场中所占份额将持续增加。随着电子产品进一步朝向小型化与多功能的发展,芯片尺寸越来越小,芯片种类越来越多,其中输出入脚数大幅增加,使得 3D 封装、扇形封装(FOWLP/PLP)、微间距焊线技术,以及系统封装(SiP
50、)等技术的发展成为延续摩尔定律的最佳选择之一,先进封装技术在整个封装市场的占比正在逐步提升。据 Yole 数据,2020 年先进封装全球市场规模为 304 亿美元,占比为 45%;预计 2026 年市场规模增至 475 亿美元,占比达 50%,2020-2026E CAGR 约为 7.7%,优于整体封装市场和传统封装市场成长性。行业深度13/17请务必阅读正文之后的免责条款部分图 10:2020-2026 年全球封装规模及结构图 11:2025 年先进封装预计占整个封装市场近 50%资料来源:Yole,长电科技定期公告,浙商证券研究所资料来源:Yole,甬矽电子招股说明书,浙商证券研究所国内领
51、先封测企业顺应趋势国内领先封测企业顺应趋势,在支持在支持 Chiplet 方案的先进封装布局已初显成果方案的先进封装布局已初显成果。长电科技 XDFOI Chiplet 高密度多维异构集成系列工艺已进入稳定量产阶段,实现国际客户 4nm节点多芯片系统集成封装产品出货。XDFOI 可将有机重布线堆叠中介层厚度控制在 50m以内,微凸点(Bump)中心距为 40m,实现在更薄和更小单位面积内进行各种高密度工艺集成,最大封装体面积约为 1500mm系统级封装。通富微电是 AMD 重要封测代工厂,在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D 堆叠等方面均有布局和储备。公司开启“立足
52、7nm、进阶 5nm”的战略,已具备 7nm Chiplet 先进封装技术大规模生产能力,深入开展 5nm 新品研发,全力支持客户 5nm 产品导入,现已完成研发逐步量产,助力大客户高端进阶。表 7:国内面向 Chiplet 的先进封装方案(截至 2023 年 3 月)公司名称公司名称方案方案技术类型技术类型现有特点现有特点凸点密度凸点密度工艺节点工艺节点项目进展项目进展长电科技XDFOI2.5D1.平台灵活支持 TSV 和无 TSV 方案2.利用有机重布线堆叠中介层(RSI)最小线宽线距 2m及多层再布线的优势,缩小芯片互连间距,具备性能和成本双重优势,涵盖 2D、2.5D、3D Chipl
53、et 集成3.在封装体背面进行金属沉积,有效提高散热效率40m4nm稳定量产通富微电-2.5D1.高密度扇出型封装平台支持 6 层 RDL2.2.2.5D/3D 先进封装平台BVR 技术实现通线并完成客户首批产品验证,2 层芯片堆叠的 CoW 技术完成技术验证-7nm7nm 量产、5nm 预计 2022H2 小规模试产资料来源:长电科技官网,通富微电公告,浙商证券研究所3.3 封测设备:国产化渗透有望提速封测设备:国产化渗透有望提速Chiplet 提高封测设备要求,市场需求大幅增加。提高封测设备要求,市场需求大幅增加。1)Chiplet 实施关键之一在于先进封装技术的实现,因此对封装设备提高了
54、要求及需求。封装设备需求增加:例如研磨设备增加(晶圆需要做的更薄)、切割设备需求增加、固晶设备增加(DieBond 要求更高);新设备需求:如凸块(bump)工艺涉及到曝光、回流焊等设备等。先进封装设备包括刻蚀机、光刻机、PVD/CVD、涂胶显影设备、清洗设备等。2)Chiplet 技术为保证芯片良率,购置检测设备的数量将大幅增加。Chiplet 需要的测试机数量将远高于 Soc 芯片测试机。目前 Soc芯片测试对于可能数模混合的低成本存储芯片等采用抽检方式,而 Chiplet 技术为保证最后芯片的良率,需保证每个 Chiplet 的 die 有效,将对每个 die 进行全检。行业深度14/1
55、7请务必阅读正文之后的免责条款部分图 12:封测设备部分主要产品资料来源:长川科技官网,华兴源创官网,和林微纳官网,新益昌官网,浙商证券研究所表 8:国内封测设备供应商(截至 2023 年 5 月 31 日)公司名称公司名称市值(亿)市值(亿)主要产品类型主要产品类型主要客户主要客户深科达18平板显示器件生产设备、半导体类设备、摄像头模组类设备、智能装备关键零部件等京东方、群创光电、清越科技、高视科技、振力达科技等长川科技307测试机、分选机、自动化设备及 AOI 光学检测设备等-华峰测控238模拟、数模混合、分立器件和功率器件等半导体的测试设备长电科技、通富微电、承欧科技、杰群电子、华天科技
56、等华兴源创172平板显示检测设备、微显示检测设备、消费电子检测设备、半导体检测设备、新能源汽车电子检测设备等-新益昌135LED 固晶机、半导体设备、电容器老化测试设备和锂电池设备兆驰股份、三安半导体、艾华集团、鸿利智汇、鑫锋旺五金等和林微纳88半导体芯片测试探针、精微屏蔽罩等法迪特精密等北方华创1607电子工艺装备和电子元器件,电子工艺装备主要包括半导体装备、真空装备和新能源锂电装备-金海通83测试机、分选机和探针台等通富微电、伟测科技、矽佳测试、国芯科技、UTACHoldings LTD.等资料来源:深科达、长川科技、华峰测控、华兴源创、新益昌、林微纳、北方华创定期报告,金海通招股说明书,
57、Choice,浙商证券研究所封测设备市场规模持续增长。封测设备市场规模持续增长。据 SEMI、KLA、Gartner 数据,2020 年全球半导体设备市场规模约 712 亿美元,同比增长 19.2%,2015-2020 CAGR 为 14.3%。全球后道封测设备市场规模约为 98.6 亿美元,同比增长 24.9%,占半导体设备市场约 14%;其中,封装设备38.5 亿美元,后道测试设备 60.1 亿美元。据 SEMI 数据,2021 年全球半导体设备销售额首次突破千亿达到 1,026.4 亿美元,其中封测设备市场约占半导体设备市场 14%。中国大陆测试设备市场规模整体保持快速增长。中国大陆测试
58、设备市场规模整体保持快速增长。据 SEMI 数据,我国大陆集成电路测试设备市场规模自 2015 年稳步上升,2020 年市场规模为 91.35 亿元,2015-2020 CAGR 达29.32%,高于同期全球半导体测试设备市场规模增速。2022 年,全球晶圆制造设备市场规模有望达 988.8 亿美元,同比增长 12.35%;封装设备市场规模有望达 72.9 亿美元,同比增长 4.29%;测试设备市场规模有望达 81.7 亿美元,同比增长 4.88%,三者在全球半导体设备市场的占比分别为 86.48%、7.15%和 6.38%。行业深度15/17请务必阅读正文之后的免责条款部分图 13:2019
59、-2022 年全球封测设备规模呈上升趋势图 14:中国大陆半导体检测设备规模稳步上升资料来源:Omdia,Semiconductor-Digest,浙商证券研究所资料来源:SEMI,金海通招股说明书,浙商证券研究所半导体封测设备国产化率仅半导体封测设备国产化率仅 10%,国产替代空间大。,国产替代空间大。大量核心半导体设备长期依赖进口,封测设备基本被国外厂商垄断,目前国产化率整体仅 10%,在最为核心的 IC 固晶机、焊线机、磨片机等封装设备领域国产化率更低。据 MIR DATABANK 数据表明,2021 年中国大陆各类封装测试设备的市场规模均有高速增长,探针台、引线键合、贴片机设备甚至接近
60、翻倍增长,增速均超 85%。表 9:中国大陆封装测试设备国产化率总体呈上升趋势设备类型设备类型国产化率国产化率外资厂商外资厂商国产厂商国产厂商200212025E2025E引线键合1%3%10%ASM、K&S、Besi、Shinkawa中电科 45 所、深圳翠涛贴片机1%3%12%ASM、Besi、Canon、Shinkawa艾科瑞思、大连佳峰划片机1%3%10%Disco、Accretech中电科 45 所测试机5%15%25%Teradyne、Advantest、Cohu长川科技、华峰测控分选机10%21%35%Advantest、Cohu长川科技探针台4%9%20%
61、TEL、Accretech、Formfactor深圳矽电综合国产化率4%10%18%资料来源:MIR DATABANK,浙商证券研究所4 风险提示风险提示1、科技领域制裁加剧风险。科技领域制裁加剧风险。我国半导体产业的集成电路装备制造业规模小、技术水平落后、创新能力不足,尚不具备被为集成电路制造、封装及测试产业提供充分配套设备的能力。国产集成电路部分设备主要集中在中低端领域,高端设备主要依赖于进口,若海外科技制裁加剧,一定程度上会限制国内半导体行业的发展。行业深度16/17请务必阅读正文之后的免责条款部分2、先进封装研发进展不及预期风险。先进封装研发进展不及预期风险。封测是较为典型的技术密集型
62、行业,技术和工艺更新迭代速度较快。目前已发展到以先进封装为主的第五阶段,为了保持工艺和技术先进性,封测企业必须持续进行技术研发和生产设备投入,对资金、技术等实力具有较高要求。若无法准确把握市场需求或研发进展不及预期,或将失去市场竞争中的优势地位。3 3、下游需求不及预期。下游需求不及预期。集成电路行业具有周期性波动的特点,且半导体行业周期的频率要远高于经济周期,在经济周期的上行或下行过程,都可能出现完全相反的半导体周期,进而半导体行业能否持续回暖具有不确定性,或对下游需求复苏节奏和强度有所扰动。行业深度17/17请务必阅读正文之后的免责条款部分股票投资评级说明股票投资评级说明以报告日后的 6
63、个月内,证券相对于沪深 300 指数的涨跌幅为标准,定义如下:1.买 入:相对于沪深 300 指数表现20以上;2.增 持:相对于沪深 300 指数表现1020;3.中 性:相对于沪深 300 指数表现1010之间波动;4.减 持:相对于沪深 300 指数表现10以下。行业的投资评级:行业的投资评级:以报告日后的 6 个月内,行业指数相对于沪深 300 指数的涨跌幅为标准,定义如下:1.看 好:行业指数相对于沪深 300 指数表现10%以上;2.中 性:行业指数相对于沪深 300 指数表现10%10%以上;3.看 淡:行业指数相对于沪深 300 指数表现10%以下。我们在此提醒您,不同证券研究
64、机构采用不同的评级术语及评级标准。我们采用的是相对评级体系,表示投资的相对比重。建议:投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况,比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。投资者不应仅仅依靠投资评级来推断结论。法律声明及风险提示法律声明及风险提示本报告由浙商证券股份有限公司(已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格,经营许可证编号为:Z39833000)制作。本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料,但浙商证券股份有限公司及其关联机构(以下统称“本公司”)对这些信息的真实性、准确性及完整性不作任何保证,也不保证所包含的信息和建议不发生任何变更。本公司没有将变更的信息和建议向报告所
65、有接收者进行更新的义务。本报告仅供本公司的客户作参考之用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅反映报告作者的出具日的观点和判断,在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议,投资者应当对本报告中的信息和意见进行独立评估,并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,本公司及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本公司的交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。本公司没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本
66、公司的资产管理公司、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。本报告版权均归本公司所有,未经本公司事先书面授权,任何机构或个人不得以任何形式复制、发布、传播本报告的全部或部分内容。经授权刊载、转发本报告或者摘要的,应当注明本报告发布人和发布日期,并提示使用本报告的风险。未经授权或未按要求刊载、转发本报告的,应当承担相应的法律责任。本公司将保留向其追究法律责任的权利。浙商证券研究所浙商证券研究所上海总部地址:杨高南路 729 号陆家嘴世纪金融广场 1 号楼 25 层北京地址:北京市东城区朝阳门北大街 8 号富华大厦 E 座 4 层深圳地址:广东省深圳市福田区广电金融中心 33 层上海总部邮政编码:200127上海总部电话:(8621)80108518上海总部传真:(8621)80106010