半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)概述

物聯(lián)網(wǎng)先“聯(lián)網(wǎng)化”再智能化，模組率先受益

半導(dǎo)體的生產(chǎn)過(guò)程可分為晶圓制造工序（Wafer Fabrication）、封裝工序（Packaging）、測(cè)試工序（Test）等幾個(gè)步驟。其中晶圓制造工序?yàn)榍暗溃‵ront End）工序，而封裝工序、測(cè)試工序?yàn)楹蟮溃˙ack End）工序。封裝是指將生產(chǎn)加工后的晶圓進(jìn)行切割、焊線塑封，使電路與外部器件實(shí)現(xiàn)連接，并為半導(dǎo)體產(chǎn)品提供機(jī)械保護(hù)，使其免受物理、化學(xué)等環(huán)境因素?fù)p失的工藝。測(cè)試是指利用專(zhuān)業(yè)設(shè)備，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能和性能測(cè)試，測(cè)試主要分為中測(cè)和終測(cè)兩種。

處于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈下游

半導(dǎo)體是電子終端產(chǎn)品的關(guān)鍵組成部分，產(chǎn)業(yè)鏈可分為設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)計(jì)人員根據(jù)需求完成電路設(shè)計(jì)和布線，晶圓廠在晶圓上完成這些電路的制造，刻好電路圖的晶圓再送到封測(cè)廠進(jìn)行封裝和測(cè)試，檢測(cè)合格的產(chǎn)品便可應(yīng)用于終端產(chǎn)品中。

半導(dǎo)體企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式可分為垂直整合和垂直分工兩大類(lèi)。采用垂直整合模式（Integrated Device Manufacturer，IDM）的企業(yè)可以獨(dú)立完成芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝和測(cè)試等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，代表企業(yè)包括英特爾、三星等。

垂直分工模式為Fabless設(shè)計(jì)+Foundry制造+OSAT封測(cè)。Fabless芯片設(shè)計(jì)公司采用無(wú)晶圓廠模式，只負(fù)責(zé)研發(fā)設(shè)計(jì)和銷(xiāo)售，將晶圓制造、封裝、測(cè)試外包出去，代表企業(yè)包括高通、英偉達(dá)等；Foundry晶圓代工廠僅負(fù)責(zé)晶圓制造，代表企業(yè)包括臺(tái)積電、中芯國(guó)際等；OSAT（Outsourced Semiconductor Assembly and Testing）為外包封測(cè)企業(yè)，僅負(fù)責(zé)封裝測(cè)試環(huán)節(jié)，代表企業(yè)包括日月光、安靠、長(zhǎng)電科技等。

封測(cè)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模

根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，全球封測(cè)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模保持平穩(wěn)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)從2019年的680億美元增長(zhǎng)到2025年的850億美元，年均復(fù)合增速約4%。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，中國(guó)封測(cè)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從2011年的976億元增長(zhǎng)到了2019年的2350億元，年均復(fù)合增速約11.6%，顯著高于全球增速。

封測(cè)技術(shù)及發(fā)展方向

封測(cè)生產(chǎn)流程

晶圓代工廠制造完成的晶圓在出廠前會(huì)經(jīng)過(guò)一道電性測(cè)試，稱(chēng)為晶圓可接受度測(cè)試（Wafer Acceptance Test，WAT），WAT測(cè)試通過(guò)的晶圓被送去封測(cè)廠。封測(cè)廠首先對(duì)晶圓進(jìn)行中測(cè)（Chip Probe，CP）。由于工藝原因會(huì)引入各種制造缺陷，導(dǎo)致晶圓上的裸Die中會(huì)有一定量的殘次品，CP測(cè)試的目的就是在封裝前將這些殘次品找出來(lái)，縮減后續(xù)封測(cè)的成本。在完成晶圓制造后，通過(guò)探針與芯片上的焊盤(pán)接觸，進(jìn)行芯片功能的測(cè)試，同時(shí)標(biāo)記不合格芯片并在切割后進(jìn)行篩選。

CP測(cè)試完成后進(jìn)入封裝環(huán)節(jié)，封裝工藝流程一般可以分為兩個(gè)部分，用塑料封裝之前的工藝步驟稱(chēng)為前段操作，在成型之后的工藝步驟稱(chēng)為后段操作。基本工藝流程包括晶圓減薄、晶圓切割、芯片貼裝、固化、芯片互連、注塑成型、去飛邊毛刺、上焊錫、切筋成型、打碼等。因封裝技術(shù)不同，工藝流程會(huì)有所差異，且封裝過(guò)程中也會(huì)進(jìn)行檢測(cè)。封裝完成后的產(chǎn)品還需要進(jìn)行終測(cè)（Final Test，F(xiàn)T），通過(guò)FT測(cè)試的產(chǎn)品才能對(duì)外出貨。

半導(dǎo)體封裝類(lèi)型

根據(jù)封裝材料的不同，半導(dǎo)體封裝可分為塑料封裝、金屬封裝、陶瓷封裝和玻璃封裝。塑料封裝是通過(guò)使用特制的模具，在一定的壓力和溫度條件下，用環(huán)氧樹(shù)脂等模塑料將鍵合后的半成品封裝保護(hù)起來(lái)，是目前使用最多的封裝形式。金屬封裝以金屬作為集成電路外殼，可在高溫、低溫、高濕、強(qiáng)沖擊等惡劣環(huán)境下使用，較多用于軍事和高可靠民用電子領(lǐng)域。

陶瓷封裝以陶瓷為外殼，多用于有高可靠性需求和有空封結(jié)構(gòu)要求的產(chǎn)品，如聲表面波器件、帶空氣橋的GaAs器件、MEMS器件等。玻璃封裝以玻璃為外殼，廣泛用于二極管、存儲(chǔ)器、LED、MEMS傳感器、太陽(yáng)能電池等產(chǎn)品。其中金屬封裝、陶瓷封裝和玻璃封裝屬于氣密性封裝，能夠防止水汽和其他污染物侵入，是高可靠性封裝；塑料封裝是非氣密性封裝。

根據(jù)封裝互連的不同，半導(dǎo)體封裝可分為引線鍵合（適用于引腳數(shù)3-257）、載帶自動(dòng)焊（適用于引腳數(shù)12-600）、倒裝焊（適用于引腳數(shù)6-16000）和埋入式。引線鍵合是用金屬焊線連接芯片電極和基板或引線框架等。載帶自動(dòng)焊是將芯片上的凸點(diǎn)與載帶上的焊點(diǎn)焊接在一起，再對(duì)焊接后的芯片進(jìn)行密封保護(hù)的一種封裝技術(shù)。倒裝焊是在芯片的電極上預(yù)制凸點(diǎn)，再將凸點(diǎn)與基板或引線框架對(duì)應(yīng)的電極區(qū)相連。埋入式是將芯片嵌入基板內(nèi)層中。

根據(jù)與PCB連接方式的不同，半導(dǎo)體封裝可分為通孔插裝類(lèi)封裝和表面貼裝封裝。通孔插裝器件是1958年集成電路發(fā)明時(shí)最早的封裝外形，其外形特點(diǎn)是具有直插式引腳，引腳插入PCB上的通孔后，使用波峰焊進(jìn)行焊接，器件和焊接點(diǎn)分別位于PCB的兩面。表面貼裝器件是在通孔插裝封裝的基礎(chǔ)上，隨著集成電路高密度、小型化及薄型化的發(fā)展需要而發(fā)明出來(lái)的，一般具有“L”形引腳、“J”形引腳、焊球或焊盤(pán)（凸塊），器件貼裝在PCB表面的焊盤(pán)上，再使用回流焊進(jìn)行高溫焊接，器件與焊接點(diǎn)位于PCB的同一面上。

目前，引線鍵合技術(shù)因成本相對(duì)低廉，仍是主流的封裝互聯(lián)技術(shù)，但它不適合對(duì)高密度、高頻有要求的產(chǎn)品。倒裝焊接技術(shù)適合對(duì)高密度、高頻及大電流有要求的產(chǎn)品，如電源管理、智能終端的處理器等。TAB封裝技術(shù)主要應(yīng)用于大規(guī)模、多引線的集成電路的封裝。

先進(jìn)封裝是后摩爾時(shí)代的必然選擇

封裝技術(shù)發(fā)展史

封裝技術(shù)的發(fā)展需要滿(mǎn)足電子產(chǎn)品小型化、輕量化、高性能等需求，因此，封裝技術(shù)過(guò)去和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)均是高密度、高腳位、薄型化、小型化。

根據(jù)《中國(guó)半導(dǎo)體封裝業(yè)的發(fā)展》，半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展歷史可大致分為以下五個(gè)階段：

第一階段：20世紀(jì)70年代以前（通孔插裝時(shí)代），封裝技術(shù)是以DIP為代表的針腳插裝，特點(diǎn)是插孔安裝到PCB板上。這種技術(shù)密度、頻率難以提高，無(wú)法滿(mǎn)足高效自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。

第二階段：20世紀(jì)80年代以后（表面貼裝時(shí)代），用引線替代第一階段的針腳，并貼裝到PCB板上，以SOP和QFP為代表。這種技術(shù)封裝密度有所提高，體積有所減少。

第三階段：20世紀(jì)90年代以后（面積陣列封裝時(shí)代），該階段出現(xiàn)了BGA、CSP、WLP為代表的先進(jìn)封裝技術(shù)，第二階段的引線被取消。這種技術(shù)在縮減體積的同時(shí)提高了系統(tǒng)性能。

第四階段：20世紀(jì)末以后，多芯片組件、三維封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝開(kāi)始出現(xiàn)。

第五階段：21世紀(jì)以來(lái)，主要是系統(tǒng)級(jí)單芯片封裝（SoC）、微機(jī)電機(jī)械系統(tǒng)封裝（MEMS）。

目前全球半導(dǎo)體封裝的主流正處在第三階段的成熟期和快速發(fā)展期，以CSP、BGA、WLP等主要封裝形式進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)期，同時(shí)向第四、第五階段發(fā)展。從發(fā)展歷史可以看出，半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為有線連接到無(wú)線連接，芯片級(jí)封裝到晶圓級(jí)封裝，二維封裝到三維封裝。

封裝技術(shù)封裝技術(shù)

根據(jù)技術(shù)先進(jìn)性，封裝技術(shù)可分為傳統(tǒng)封裝技術(shù)和先進(jìn)封裝技術(shù)兩大類(lèi)。傳統(tǒng)封裝技術(shù)包括DIP、SOP、QFP、WB BGA等，先進(jìn)封裝技術(shù)包括FC、WLP、FO、3D封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝等。隨著晶圓代工制程不斷縮小，摩爾定律逼近極限，先進(jìn)封裝是后摩爾時(shí)代的必然選擇。

（1）SIP/DIP

單列直插封裝（Single Inline Package，SIP）的引腳從封裝體的一個(gè)側(cè)面引出，排列成一條直線，SIP的引腳數(shù)量一般為2-23個(gè)。

雙列直插封裝（Dual Inline Package，DIP）的外形為長(zhǎng)方形，在兩側(cè)有兩排平行的金屬引腳，稱(chēng)為排針。DIP封裝的產(chǎn)品需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上，或者直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上再進(jìn)行焊接。引腳數(shù)一般不超過(guò)100，適合中小規(guī)模集成電路封裝。

（2）SOP/QFP

小外形封裝（Small Out-Line Package，SOP）的引腳從封裝兩側(cè)引出，呈海鷗翼狀（L字形）。

方型扁平式封裝（Quad Flat Package，QFP）的管腳很細(xì)，引腳之間距離很小，可實(shí)現(xiàn)更多的I/O數(shù)，但仍受限于0.3mm的引腳間距極限。

（3）BGA

球柵陣列封裝（Ball Grid Array Package，BGA）用焊球代替周邊引線，成陣列分布于封裝基板的底部平面上，是在生產(chǎn)具有數(shù)百根引腳的集成電路時(shí)，針對(duì)封裝必須縮小的難題所衍生出的解決方案。

與上一代的QFP相比，BGA在減小體積和重量的情況下增加了I/O數(shù)量，但引腳的間距可以做得更大，成品率反而提高了；由于焊球間距明顯短于引線，BGA電性能更好；焊球的共面性也改善了散熱性。

根據(jù)芯片的位置不同可分為芯片表面向上和向下兩種；按焊球排列方式可為球柵陣列均勻分布、球柵陣列交錯(cuò)分布、球柵陣列周邊分布等；按密封方式可分為模制密封和澆注密封等；按基板材料可分為塑料球柵陣列PBGA(Plastic Ball Grid Array)、陶瓷球柵陣列 CBGA（Ceramic Ball Grid Array）、載帶球陣列TBGA（Tape Ball Grid Array）等。

（4）FC

倒裝（Flip Chip，F(xiàn)C）技術(shù)由IBM在20世紀(jì)60年代研發(fā)出來(lái)，20世紀(jì)90年代后期形成規(guī)?；慨a(chǎn)，主要應(yīng)用于高端領(lǐng)域產(chǎn)品。隨著銅柱凸塊技術(shù)的出現(xiàn)，結(jié)合消費(fèi)電子產(chǎn)品的快速發(fā)展和產(chǎn)品性能的需求，越來(lái)越多的產(chǎn)品轉(zhuǎn)向倒裝芯片封裝。

所謂“倒裝”是相對(duì)于傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式（Wire Bonding，WB）而言的。傳統(tǒng)WB工藝，芯片通過(guò)金屬線鍵合與基板連接，電氣面朝上；倒裝芯片工藝是指在芯片的I/O焊盤(pán)上直接沉積，或通過(guò)RDL布線后沉積凸塊（Bump），然后將芯片翻轉(zhuǎn)，進(jìn)行加熱，使熔融的焊料與基板或框架相結(jié)合，芯片電氣面朝下。與WB相比，F(xiàn)C封裝技術(shù)的I/O數(shù)多；互連長(zhǎng)度縮短，電性能得到改善；散熱性好，芯片溫度更低；封裝尺寸與重量也有所減少。

倒裝芯片工藝流程中晶圓減薄、芯片倒裝和底部填充是關(guān)鍵工藝。在倒裝芯片的工藝中，晶圓來(lái)料上已經(jīng)完成了凸塊的制作，因此晶圓正面并不平整。由于晶圓沒(méi)有凸塊的區(qū)域是空心結(jié)構(gòu)，所以研磨過(guò)程中，晶圓會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，容易造成晶圓龜裂甚至破片，尤其是超薄晶圓的研磨，目前一般采用底部填充工藝技術(shù)來(lái)解決該問(wèn)題。

在芯片倒裝工藝中，需要采用高精度坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)將芯片上的凸塊焊接在高密度線路基板上，在此過(guò)程中，各方應(yīng)力相互拉扯，基板容易產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，這會(huì)造成焊接出現(xiàn)偏移、冷焊、橋接短路等質(zhì)量問(wèn)題。底部填充是在芯片、凸塊及基板三種材料之間填充底部材料，以避免三種材料因膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生剪應(yīng)力破壞，底部填充的關(guān)鍵因素是黏度、溫度、流動(dòng)長(zhǎng)度與時(shí)間。

凸塊工藝被稱(chēng)為中道工序，是先進(jìn)封裝的核心技術(shù)之一，通過(guò)高精密曝光、離子處理、電鍍等設(shè)備和材料，基于定制的光掩模，在晶圓上實(shí)現(xiàn)重布線，允許芯片有更高的端口密度，縮短了信號(hào)傳輸路徑，減少了信號(hào)延遲，具備了更優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性及可靠性。主流的凸塊工藝均采用晶圓級(jí)加工，即在整塊晶圓表面的所有芯片上加工制作凸塊，晶圓級(jí)凸塊工藝包括蒸發(fā)方式、印刷方式和電鍍方式三種，目前業(yè)界廣泛采用的是印刷方式和電鍍方式。晶圓代工廠在凸塊工藝方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

（5）WLP

晶圓級(jí)封裝（Wafer Level Packaging，WLP）直接在晶圓上進(jìn)行大部分或全部的封裝測(cè)試程序，之后再進(jìn)行切割制成單顆芯片。采用這種封裝技術(shù)，不需要引線框架、基板等介質(zhì)，芯片的封裝尺寸減小，批量處理也使生產(chǎn)成本大幅下降。

WLP可分為扇入型晶圓級(jí)封裝（Fan-In WLP）和扇出型晶圓級(jí)封裝（Fan-Out WLP）兩大類(lèi)。扇入型直接在晶圓上進(jìn)行封裝，封裝完成后進(jìn)行切割，布線均在芯片尺寸內(nèi)完成，封裝大小和芯片尺寸相同；扇出型則基于晶圓重構(gòu)技術(shù)，將切割后的各芯片重新布置到人工載板上，芯片間距離視需求而定，之后再進(jìn)行晶圓級(jí)封裝，最后再切割，布線可在芯片內(nèi)和芯片外，得到的封裝面積一般大于芯片面積，但可提供的I/O數(shù)量增加。

根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，全球晶圓級(jí)封裝2019年的市場(chǎng)規(guī)模為33億美元，預(yù)計(jì)2025年增加到55億美元，CAGR為8.9%。其中扇入型晶圓級(jí)封裝由2019年的20億美元增加到2025年的25億美元，CAGR為3.2%。2020年蘋(píng)果發(fā)布的iPhone12采用了扇入型晶圓級(jí)封裝，未來(lái)將會(huì)有更多的手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備采用此封裝形式。

（6）FO

扇出（Fan Out，F(xiàn)O）是相對(duì)扇入而言，“扇入”只能向內(nèi)走線，而在扇出型封裝中，既可以向內(nèi)走線，也可以向外走線，從而可以實(shí)現(xiàn)更多的I/O，以及更薄的封裝。目前量產(chǎn)最多的是晶圓級(jí)扇出型產(chǎn)品。

扇出型封裝工藝主要分為Chip first和Chip last兩大類(lèi)，其中Chip first又分Die down和Die up兩種。

扇出型封裝生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵步驟包括芯片放置、包封和布線。芯片放置對(duì)速度和精度的要求很高，放置速度直接決定生產(chǎn)效率，從而影響制造成本；放置精度也是決定后續(xù)布線精度的關(guān)鍵性因素。包封需要對(duì)包封材料進(jìn)行填充和加熱，這一過(guò)程不僅可能導(dǎo)致已放置好的芯片發(fā)生移位，還有可能因包封材料與芯片的膨脹系數(shù)的不同而造成翹曲，這兩者都會(huì)影響后續(xù)的布線環(huán)節(jié)。布線成功率是決定最終封裝成品率的關(guān)鍵因素，另一方面，布線設(shè)備是整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備中最昂貴的，對(duì)制造成本的影響很大。

根據(jù)封裝芯片數(shù)量，扇出型封裝分為晶圓級(jí)扇出型（Fan-out Wafer Level Packaging,FOWLP）和板級(jí)扇出型技術(shù)（Fan-out Panel Level Packaging,FOPLP），F(xiàn)OWLP對(duì)單個(gè)芯片進(jìn)行封裝，F(xiàn)OPLP對(duì)多個(gè)芯片進(jìn)行封裝。雖然FOPLP的增速更快，F(xiàn)OWLP在未來(lái)幾年仍占主導(dǎo)。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2019-2025年FOPLP的CAGR達(dá)57%，F(xiàn)OWLP的CAGR為14%，但FOWLP在2025年的占比仍會(huì)在2/3以上。eWLB（Embedded Wafer Level Ball Grid Array）是目前量產(chǎn)規(guī)模最大的晶圓級(jí)扇出型封裝。

根據(jù)密度的高低，Yole將扇出型封裝分為UHD扇出（Ultra High Density）、HD扇出（High Density）和核心扇出三大類(lèi)。UHD扇出的需求將隨著新的HPC產(chǎn)品的出現(xiàn)而增加，預(yù)計(jì)2019-2025年的CAGR最高，為20.2%，到2025年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)15.32億美元，占扇出型一半的市場(chǎng)；HD扇出的CAGR為15.8%，到2025年達(dá)12.91億美元；核心扇出增長(zhǎng)緩慢，CAGR僅1%。

（7）3D/2.5D封裝

3D封裝又稱(chēng)為疊層芯片封裝技術(shù)，是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個(gè)封裝體內(nèi)于垂直方向疊放兩個(gè)以上芯片的封裝技術(shù)，它起源于快閃存儲(chǔ)器(NOR/NAND)及SDRAM的疊層封裝，可以實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型芯片的異質(zhì)集成，目前在存儲(chǔ)芯片上已有較多應(yīng)用。

3D封裝可采用凸塊或硅通孔技術(shù)（Through Silicon Via，TSV），TSV是利用垂直硅通孔完成芯片間互連的方法，由于連接距離更短、強(qiáng)度更高，能實(shí)現(xiàn)更小更薄而性能更好、密度更高、尺寸和重量明顯減小的封裝，而且還能用于異種芯片之間的互連。

2.5D封裝是在基板和芯片之間放一個(gè)硅中間層，這個(gè)中間層通過(guò)TSV連接上下部分。

（8）SiP

系統(tǒng)級(jí)封裝（System in Packag，SiP）是將多種功能芯片，包括處理器、存儲(chǔ)器、FPGA等功能芯片集成在一個(gè)封裝內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本完整的功能。與系統(tǒng)級(jí)芯片（System on Chip，SoC）相對(duì)應(yīng)，不同的是系統(tǒng)級(jí)封裝是采用不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式，而SoC則是高度集成的芯片產(chǎn)品。SiP解決方案需要多種封裝技術(shù)，如引線鍵合、倒裝芯片、芯片堆疊、晶圓級(jí)封裝等，是超越摩爾定律的重要實(shí)現(xiàn)路徑。

根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2019年全球SiP封裝的市場(chǎng)規(guī)模為134億美元，預(yù)計(jì)2025年增加到188億美元，CAGR為6%。

從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，移動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)電子是最大市場(chǎng)，2019-2025年的CAGR為5%；通訊/基礎(chǔ)設(shè)施和汽車(chē)電子緊隨其后，兩者的CAGR均為11%，高于整體增速。

從使用的封裝技術(shù)來(lái)看，F(xiàn)C/WB SiP占比超過(guò)90%，2019年市場(chǎng)規(guī)模為122億美元，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到171億美元，2019年至2025年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為6%。FO SiP仍受限于成本效益比，參與者需要掌握FO技術(shù)，所以從2017年開(kāi)始，臺(tái)積電便是最主要的參與者，2019年市占率超過(guò)90%。

先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模

摩爾定律的放緩、異質(zhì)集成和各種大趨勢(shì)（包括5G、AI、HPC、物聯(lián)網(wǎng)等）推動(dòng)著先進(jìn)封裝市場(chǎng)強(qiáng)勢(shì)發(fā)展。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2019年全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模約290億美元，預(yù)計(jì)2025年增長(zhǎng)到420億美元，年均復(fù)合增速約6.6%，高于整體封裝市場(chǎng)4%的增速和傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)1.9%的增速。

從下游應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，移動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)電子對(duì)集成度要求高，是先進(jìn)封裝最大的細(xì)分市場(chǎng)，2019年占比達(dá)85%，2019-2025的CAGR為5.5%，略低于整體增速，2025年將占先進(jìn)封裝市場(chǎng)的80%。電信和基礎(chǔ)設(shè)施是先進(jìn)封裝市場(chǎng)中增長(zhǎng)最快的細(xì)分市場(chǎng)，CAGR約為13%，市場(chǎng)份額將從2019年的10%增至2025年的14%。汽車(chē)與運(yùn)輸細(xì)分市場(chǎng)在2019年至2025年期間將以10.6%的CAGR增長(zhǎng)，到2025年達(dá)到約19億美元，但其在先進(jìn)封裝市場(chǎng)中所占的份額仍將持平，約4%。

從技術(shù)分類(lèi)來(lái)看，3D堆疊封裝、嵌入式芯片封裝、扇出型封裝在2019年到2025年的增速更高，CAGR分別為21%、18%、16%。扇出型技術(shù)進(jìn)入移動(dòng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和汽車(chē)領(lǐng)域；3D堆疊技術(shù)進(jìn)入AI/ML、HPC、數(shù)據(jù)中心、CIS、MEMS/傳感器領(lǐng)域；嵌入式芯片封裝進(jìn)入移動(dòng)設(shè)備、汽車(chē)和基站領(lǐng)域。

從先進(jìn)封裝收入構(gòu)成來(lái)看，倒裝技術(shù)占比遙遙領(lǐng)先，2018年占比81%。

從晶圓數(shù)來(lái)看，2019年約2900萬(wàn)片晶圓采用先進(jìn)封裝，到2025年增長(zhǎng)為4300萬(wàn)片，年均復(fù)合增速為7%。其中倒裝技術(shù)占比最高，3D封裝增速最快。

封測(cè)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)格局

原來(lái)封測(cè)領(lǐng)域的廠商主要有兩類(lèi)，一類(lèi)是IDM公司的封測(cè)部門(mén)，主要完成本公司半導(dǎo)體產(chǎn)品的封測(cè)環(huán)節(jié)，屬于對(duì)內(nèi)業(yè)務(wù)；第二類(lèi)是外包封測(cè)廠商O(píng)SAT，其作為獨(dú)立封測(cè)公司承接半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司產(chǎn)品的封測(cè)環(huán)節(jié)。

隨著摩爾定律極限接近，基于硅平臺(tái)的先進(jìn)封裝技術(shù)不斷發(fā)展，晶圓代工廠利用其在硅平臺(tái)的積累正在進(jìn)入封測(cè)領(lǐng)域，尤其是先進(jìn)封裝。

我們的重點(diǎn)是關(guān)注OSAT公司和晶圓代工廠在封測(cè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)情況。

前十大OSAT企業(yè)

1968年，美國(guó)公司安靠的成立標(biāo)志著封裝測(cè)試業(yè)從IDM模式中獨(dú)立出來(lái)，直到2002年安靠一直是全球封測(cè)龍頭。1987年臺(tái)積電成立，成為全球第一家專(zhuān)業(yè)晶圓代工企業(yè)，并且長(zhǎng)期占據(jù)全球晶圓代工50%以上的市場(chǎng)份額。臺(tái)積電的成功也帶動(dòng)了本地封測(cè)需求，臺(tái)灣成為全球封測(cè)重地，日月光在2003年取代安靠成為全球封測(cè)龍頭。至今全球前十大OSAT企業(yè)中有6家來(lái)自臺(tái)灣。

封測(cè)是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中國(guó)產(chǎn)化水平較高的環(huán)節(jié)，全球前十大外包封測(cè)廠中，我國(guó)占了三席，分別是第三的長(zhǎng)電科技、第六的通富微電和第七的天水華天。

晶圓廠入局

臺(tái)積電領(lǐng)先地位凸顯

臺(tái)積電于2008年底成立集成互連與封裝技術(shù)整合部門(mén)，經(jīng)過(guò)超十年的構(gòu)建，目前已經(jīng)完成晶圓級(jí)系統(tǒng)整合（WLSI）技術(shù)平臺(tái)，該平臺(tái)利用臺(tái)積電公司工藝制程與產(chǎn)能的核心競(jìng)爭(zhēng)力，建立支援異質(zhì)系統(tǒng)整合與封裝能力，以滿(mǎn)足特定客戶(hù)在芯片性能、功耗、輪廓、周期時(shí)間及成本的需求。至今，在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，臺(tái)積電的領(lǐng)先地位已經(jīng)尤其突顯。從2019年封裝收入排名來(lái)看，臺(tái)積電在OSAT中排名第4，約30億美元，約占臺(tái)積電收入的8.4%。從技術(shù)來(lái)看，臺(tái)積電重心在發(fā)展扇出型封裝InFO（Integrated Fan Out，整合扇出型封裝）、2.5D封裝CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate，基板上晶圓上芯片封裝）和3D封裝SoIC（System-on-Integrated-Chips，集成芯片系統(tǒng)）。

CoWoS于2011年推出，2013年在賽靈思28nm的FPGA上量產(chǎn)，之后隨著AI的發(fā)展被大量采用，包括英偉達(dá)的GP 100、谷歌的TPU 2.0等；InFO于2014年投入研發(fā)，2016年臺(tái)積電利用該技術(shù)獲得了蘋(píng)果 APU（A10）訂單，InFO成為臺(tái)積電獨(dú)占蘋(píng)果A系列處理器訂單的關(guān)鍵；SoIC還處于研發(fā)中，預(yù)計(jì)2021年量產(chǎn)。

中芯國(guó)際攜手封測(cè)廠入局

2014年中芯國(guó)際與長(zhǎng)電科技合資成立中芯長(zhǎng)電，由中芯國(guó)際控股。中芯長(zhǎng)電是全球首家采用集成電路前段芯片制造體系和標(biāo)準(zhǔn)，采用獨(dú)立專(zhuān)業(yè)代工模式服務(wù)全球客戶(hù)的中段硅片制造企業(yè)。以先進(jìn)的凸塊和再布線加工起步，中芯長(zhǎng)電致力于提供中段硅片制造和測(cè)試服務(wù)，并進(jìn)一步發(fā)展先進(jìn)的三維系統(tǒng)集成芯片業(yè)務(wù)。

目前中芯長(zhǎng)電位于江陰的基地提供12英寸中段硅片加工，專(zhuān)注于12英寸凸塊和先進(jìn)硅片級(jí)封裝；上?；靥峁?英寸中段凸塊和硅片級(jí)封裝。另外在江陰以及上海兩地均擁有測(cè)試廠，能夠提供測(cè)試程序開(kāi)發(fā)、探針卡制作、晶圓測(cè)試、失效分析以及失效測(cè)試服務(wù)。

中芯國(guó)際來(lái)自先進(jìn)封裝（凸塊加工及測(cè)試業(yè)務(wù)）的收入占比逐年提升，但2019年也僅實(shí)現(xiàn)收入4.76億元，占總營(yíng)收的比例為2.2%。

2020年12月15日中芯國(guó)際聘任蔣尚義博士為公司董事會(huì)副董事長(zhǎng)、第二類(lèi)執(zhí)行董事及戰(zhàn)略委員會(huì)成員。蔣尚義博士曾在臺(tái)積電掌舵研發(fā)，并帶領(lǐng)完成臺(tái)積電先進(jìn)封裝技術(shù)的開(kāi)發(fā)。加入中芯國(guó)際后，蔣尚義博士公開(kāi)表示中芯國(guó)際將同時(shí)發(fā)展先進(jìn)工藝和先進(jìn)封裝。隨著蔣尚義博士的加入，中芯國(guó)際在先進(jìn)封裝方面的進(jìn)展值得期待。

封測(cè)廠商經(jīng)營(yíng)情況

封測(cè)廠商通過(guò)外延增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力

封測(cè)廠商的發(fā)展歷史是圍繞著并購(gòu)展開(kāi)的，其中日月光和中國(guó)三巨頭尤其明顯。

日月光1984年成立，1989年上市時(shí)便已全球排名第二，之后十年完成了三次重要并購(gòu)，于2003年成功超過(guò)安靠成為全球第一大封測(cè)廠商。之后公司仍然沒(méi)有停止并購(gòu)步伐，至今仍然保持著全球第一的位置。2018年日月光更與排名第四的矽品以股份轉(zhuǎn)換方式設(shè)立日月光投控，日月光投控的規(guī)模約為第二名安靠的兩倍，封測(cè)領(lǐng)域龍頭地位進(jìn)一步鞏固。

中國(guó)三大封測(cè)廠商長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技均在2015年前后通過(guò)收購(gòu)海外封測(cè)廠而躋身全球前列。其中長(zhǎng)電科技以當(dāng)時(shí)全球第六的地位收購(gòu)新加坡全球第四的星科金朋，成為全球第三大封測(cè)廠商。

國(guó)內(nèi)四大封測(cè)廠商經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)

在國(guó)內(nèi)四大封測(cè)廠商中，長(zhǎng)電科技的體量遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先，通富微電、華天科技體量接近，晶方科技聚焦傳感器市場(chǎng)體量較小。從研發(fā)投入來(lái)看，晶方科技所有收入均來(lái)自于先進(jìn)封裝，所以研發(fā)投入率高達(dá)22%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他三家；通富微電聚焦在處理器、存儲(chǔ)等高端封裝市場(chǎng)，研發(fā)投入率也明顯高于長(zhǎng)電科技和華天科技。從人均創(chuàng)收角度，長(zhǎng)電科技最高，通富微電、晶方科技接近，華天科技較低。

從毛利率和凈利率來(lái)看，晶方科技由于專(zhuān)注于傳感器領(lǐng)域的晶圓級(jí)芯片尺寸封裝，毛利率和凈利率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他封測(cè)廠商，但隨著2014年收購(gòu)的資產(chǎn)進(jìn)入折舊而收入并未跟上，其毛利率和凈利率均在2015年明顯下降。

長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技在2016年將收購(gòu)的企業(yè)并表后，由于處于整合階段，整體毛利率、凈利率均出現(xiàn)下滑，其中長(zhǎng)電科技尤其明顯，毛利率最低，僅11%左右，并且多次出現(xiàn)虧損。

從2019年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)四大封測(cè)廠商均迎來(lái)了業(yè)績(jī)改善。晶方科技在2019年因CIS缺貨漲價(jià)表現(xiàn)最好，毛利率和凈利率從2019Q2開(kāi)始同比改善。2019Q4四大封測(cè)廠毛利率均同比提高，2020年四大封測(cè)廠商業(yè)績(jī)繼續(xù)改善，毛利率、凈利率均同比提高。

從收益質(zhì)量來(lái)看，2020年前三季度長(zhǎng)電科技、華天科技、晶方科技超過(guò)80%的凈利潤(rùn)來(lái)自于經(jīng)常性收益，其中長(zhǎng)電科技扣非后凈利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)扭虧為盈；通富微電約42%的凈利潤(rùn)來(lái)自非經(jīng)常性損益，其中主要是政府補(bǔ)助。四家封測(cè)廠商的經(jīng)營(yíng)性現(xiàn)金流情況均很好，2020年前三季度的凈利潤(rùn)現(xiàn)金含量均在100%以上。

從客戶(hù)集中度來(lái)看，長(zhǎng)電科技、華天科技客戶(hù)相對(duì)分散，2019年前五大客戶(hù)收入占比分別為33%、17%；通富微電、晶方科技客戶(hù)相對(duì)集中，2019年前五大客戶(hù)收入占比分別為67%、80%。通富微電由于收購(gòu)AMD的封測(cè)廠，AMD成為其第一大客戶(hù)，2019年貢獻(xiàn)49%的收入。晶方科技由于集中于傳感器領(lǐng)域，客戶(hù)也相對(duì)集中。

長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技均曾大額收購(gòu)海外封測(cè)廠，從而形成了較高的商譽(yù)。截止2019年12月31日，商譽(yù)分別為22.14億元、10.99億元、8.11億元，占全年收入的比例分別為9%、13%、10%。長(zhǎng)電科技的商譽(yù)來(lái)自收購(gòu)星科金朋100%的股權(quán)；通富微電商譽(yù)來(lái)自收購(gòu)?fù)ǜ怀K州和通富超威檳城85%的股權(quán)；華天科技商譽(yù)來(lái)自多個(gè)收購(gòu)，其中最主要的是Unisem（友尼森）和宇芯成都，分別為3.67億元和4.26億元。

國(guó)內(nèi)四大封測(cè)廠定增擴(kuò)產(chǎn)，長(zhǎng)期受益本地需求增加

在產(chǎn)能供不應(yīng)求的情況下，國(guó)內(nèi)四大封測(cè)廠商均于近期發(fā)布定增擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，其中通富微電、晶方科技分別于2020年2月和3月首次公告定增預(yù)案，已于2020年11月和2021年1月發(fā)行股份完畢；長(zhǎng)電科技于2020年8月公告定增預(yù)案，2020年12月已拿到證監(jiān)會(huì)批復(fù)文件；華天科技于2021年1月公告預(yù)案。

從四大封測(cè)廠的投資項(xiàng)目來(lái)看，系統(tǒng)級(jí)封裝、多芯片封裝、晶圓級(jí)封裝是主要方向。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司積極參與封測(cè)廠商定增，通富微電發(fā)行對(duì)象中包括卓勝微、華峰測(cè)控、芯海科技、韋爾股權(quán)等上下游公司，晶方科技發(fā)行對(duì)象中包括韋爾股權(quán)。

從長(zhǎng)期來(lái)看，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展期，芯片設(shè)計(jì)公司和晶圓代工廠的增加將帶動(dòng)本地封測(cè)需求。

根據(jù)億歐的數(shù)據(jù)，我國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司數(shù)量2016年激增626家，達(dá)到1362家，增加85%，到2019年增加到1780家。

根據(jù)IC Insight統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年中國(guó)晶圓產(chǎn)能243萬(wàn)片/月(等效于8寸晶圓)，中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能占全球晶圓產(chǎn)能12.5%。根據(jù)IC Insight對(duì)未來(lái)產(chǎn)能擴(kuò)張預(yù)測(cè)，隨著半導(dǎo)體制造硅晶圓產(chǎn)能持續(xù)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，2022年中國(guó)大陸晶圓廠產(chǎn)能將達(dá)410萬(wàn)片/月，占全球產(chǎn)能17.15%。2018-2022年中國(guó)硅晶圓產(chǎn)能的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)14%，遠(yuǎn)高于全球產(chǎn)能年均復(fù)合增長(zhǎng)率5.3%。

半導(dǎo)體

2016-2019年是長(zhǎng)電科技并購(gòu)整合的階段，業(yè)績(jī)波動(dòng)較大，2016、2018年全年出現(xiàn)虧損，因此PE相對(duì)估值波動(dòng)也很大，不具有參考性；通富微電也在2019年上半年因中美關(guān)系緊張出現(xiàn)虧損，PE相對(duì)估值不具參考性。對(duì)應(yīng)PE相對(duì)估值，我們主要考察華天科技和晶方科技，從2016年以來(lái)，晶方科技因?yàn)橹饕獜氖孪冗M(jìn)封裝業(yè)務(wù)，市場(chǎng)長(zhǎng)期給予估值溢價(jià)，PE大部分時(shí)間高于華天科技。截止2021年2月26日，長(zhǎng)電科技、華天科技、晶方科技的PE（TTM）估值接近，且均低于集成電路指數(shù)；通富微電的PE（TTM）較高，主要是市場(chǎng)看好公司在處理器和存儲(chǔ)封測(cè)的布局。

封測(cè)行業(yè)屬于重資產(chǎn)行業(yè)，PB值具有一定的參考意義。截止2021年2月26日，四家封測(cè)企業(yè)的PB估值均高于2016年以來(lái)的中值和均值，考慮到封測(cè)企業(yè)從2019年底開(kāi)始盈利能力改善，資產(chǎn)收益率提高，我們認(rèn)為PB估值處于相對(duì)高位具有合理性。集成電路指數(shù)中含有大量輕資產(chǎn)的芯片設(shè)計(jì)公司，PB值與封測(cè)企業(yè)不具有可比性。

行業(yè)整體而言，我們認(rèn)為半導(dǎo)體行業(yè)目前仍處于上行周期，封測(cè)產(chǎn)能供不應(yīng)求，先進(jìn)封裝更是后摩爾時(shí)代的必然選擇，成為各大廠商發(fā)力點(diǎn)，除了原有的IDM封測(cè)部、OSAT外包封測(cè)企業(yè)外，以臺(tái)積電為代表的晶圓代工廠成為最大攪局者。

從我國(guó)而言，封測(cè)環(huán)節(jié)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中實(shí)力最強(qiáng)的部分，具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。在行業(yè)景氣度上行和加大內(nèi)部整合的情況下，我國(guó)四大封測(cè)企業(yè)均在2019年下半年迎來(lái)了業(yè)績(jī)拐點(diǎn)。從長(zhǎng)期來(lái)看，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展期，芯片設(shè)計(jì)公司和晶圓代工廠的增加將帶動(dòng)本地封測(cè)需求，在產(chǎn)能吃緊的情況下，國(guó)內(nèi)四大封測(cè)廠商均于近期發(fā)布了定增擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大。

審核編輯 ：李倩