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文檔簡(jiǎn)介
1、封測(cè)位于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈下游,專業(yè)化分工是未來(lái)發(fā)展方向封測(cè)位于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈下游,發(fā)展可分為五個(gè)階段集成電路是半導(dǎo)體制造業(yè)的核心,占半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模八成以上。從產(chǎn)業(yè)鏈角度劃分,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游半導(dǎo)體設(shè)備及材料產(chǎn)業(yè)、中游半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)和下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè),其中中游的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)按照產(chǎn)品分類可分為光學(xué)光電子、傳感器、分立器件和集成電路四大類,而集成電路又可分為邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、模擬電路和微處理器四類。從市場(chǎng)規(guī)模占比來(lái)看,集成電路是半導(dǎo)體制造業(yè)的核心,占半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模的八成以上。 圖 1:2020 年全球半導(dǎo)體產(chǎn)品構(gòu)成圖 2:2020 年全球集成電路產(chǎn)品構(gòu)成WSTS,SIAWSTS,SIA從制造工藝
2、角度看,集成電路產(chǎn)業(yè)鏈從上至下可分為設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)三大環(huán)節(jié),其中集成電路封測(cè)是集成電路產(chǎn)品制造的后道工序。絕大部分芯片設(shè)計(jì)公司采用 Fabless 模式,本身無(wú)晶圓制造環(huán)節(jié)和封裝廠測(cè)試環(huán)節(jié),其完成芯片設(shè)計(jì)后,將版圖交給晶圓代工廠制造晶圓,晶圓完工后交給下游封測(cè)企業(yè),封測(cè)企業(yè)根據(jù)客戶要求的封裝類型和技術(shù)參數(shù),將芯片裸晶加工成可直接裝配在 PCB 電路板上的集成電路元器件。封裝完成后,根據(jù)客戶要求,對(duì)芯片產(chǎn)品的電壓、電流、時(shí)間、溫度、電阻、電容、頻率、脈寬、占空比等參數(shù)進(jìn)行專業(yè)測(cè)試。完成晶圓芯片的封裝加工和測(cè)試后,封測(cè)企業(yè)將芯片成品交付給客戶,獲得收入和利潤(rùn)。 圖 3:集成電路封測(cè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的角
3、色圖 4:集成電路制造工藝流程晶方科技招股說(shuō)明書,集成電路工藝制造流程,封測(cè)包含封裝和測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié)。集成電路封測(cè)是集成電路產(chǎn)品制造的后道工序,指將通過(guò)測(cè)試的晶圓按產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到獨(dú)立集成電路的過(guò)程,可分為封裝與測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié)。從價(jià)值占比看,根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),集成電路封裝環(huán)節(jié)價(jià)值占比約為 80%- 85%,測(cè)試環(huán)節(jié)價(jià)值占比約為 15%-20%。 集成電路封裝:將通過(guò)測(cè)試的晶圓加工得到獨(dú)立芯片的過(guò)程,使電路芯片免受周圍環(huán)境的影響(包括物理、化學(xué)的影響),起著保護(hù)芯片、增強(qiáng)導(dǎo)熱(散熱)性能、實(shí)現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號(hào)分配,以溝通芯片內(nèi)部與外部電路的作用,它是集成電路和系統(tǒng)級(jí)
4、板如印制板(PCB)互連實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品功能的橋梁。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。 表 1:集成電路封裝實(shí)現(xiàn)的四大功能集成電路封裝的功能 描述 芯片電氣特性保持功能 芯片保護(hù)功能 應(yīng)力緩和功能 通過(guò)封裝技術(shù)的進(jìn)步,滿足不斷發(fā)展的高性能、小型化、高頻化等方面的要求,確保芯片的功能性 保護(hù)芯片表面以及連接引線等,使其在電氣或物理方面免受外力損害及外部環(huán)境的影響。 受外部環(huán)境影響或芯片自身發(fā)熱都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,封裝可以緩解應(yīng)力,防止芯片發(fā)生損壞失效,保證可靠性。 尺寸調(diào)整配合功能 由芯片的微細(xì)引線間距調(diào)整到實(shí)裝基板的尺寸間距調(diào)整,從而便于實(shí)裝操作。 甬
5、矽電子招股說(shuō)明書集成電路測(cè)試:主要是對(duì)芯片產(chǎn)品的性能和功能進(jìn)行測(cè)試,并挑選出功能、性能不符合要求的產(chǎn)品。封測(cè)環(huán)節(jié)的測(cè)試工藝包括后道檢測(cè)中的晶圓檢測(cè)(CP)及成品檢測(cè)(FT)。 表 2:集成電路測(cè)試的主要內(nèi)容測(cè)試項(xiàng)目 測(cè)試內(nèi)容 直流參數(shù)測(cè)試 交流參數(shù)測(cè)試 功能項(xiàng)目測(cè)試 混合信號(hào)模塊測(cè)試 模擬模塊測(cè)試 射頻模塊測(cè)試 直流參數(shù)主要測(cè)試芯片的電壓、電流的規(guī)格指標(biāo),常見(jiàn)直流參數(shù)測(cè)試項(xiàng)目有靜態(tài)電流、動(dòng)態(tài)電流、端口驅(qū)動(dòng)能力等。 交流參數(shù)測(cè)試目的是確保芯片的所有時(shí)序符合規(guī)格,常見(jiàn)交流參數(shù)測(cè)試項(xiàng)目有上升時(shí)間、下降時(shí)間、端到端延時(shí)等。 芯片功能項(xiàng)目測(cè)試主要是驗(yàn)證芯片的邏輯功能是否正常,常見(jiàn)芯片功能測(cè)試項(xiàng)目有ATP
6、G、SCAN、BIST 等。 測(cè)試芯片的音視頻信號(hào)相關(guān)的數(shù)字轉(zhuǎn)模擬模塊、模擬轉(zhuǎn)數(shù)字模塊的性能指標(biāo),常見(jiàn)混合信號(hào)測(cè)試項(xiàng)目有信噪比、諧波失真率、噪聲系數(shù)等。 測(cè)試芯片的模擬信號(hào)的性能指標(biāo),常見(jiàn)模擬模塊測(cè)試項(xiàng)目有閥值電壓、關(guān)斷漏電流、導(dǎo)通電阻值等。 測(cè)試芯片的射頻信號(hào)是否符合芯片的設(shè)計(jì)規(guī)格,常見(jiàn)的射頻模塊測(cè)試項(xiàng)目有噪聲系數(shù)、隔離度、接收靈敏度等。 利揚(yáng)芯片招股說(shuō)明書,圖 5:集成電路測(cè)試可分為晶圓測(cè)試和成品測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)源:利揚(yáng)芯片招股說(shuō)明書,集成電路發(fā)展的五個(gè)階段。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體封裝業(yè)的發(fā)展,迄今為止全球集成電路封測(cè)行業(yè)可分為五個(gè)發(fā)展階段,自第三階段起的封裝技術(shù)統(tǒng)稱為先進(jìn)封裝技術(shù)。當(dāng)前,中國(guó)封裝企業(yè)大
7、多以第一、第二階段的傳統(tǒng)封裝技術(shù)為主,例如 DiP、SOP 等,產(chǎn)品定位中低端;全球封裝業(yè)的主流技術(shù)術(shù)處于以 CSP、BGA 為主的第三階段,并向以系統(tǒng)級(jí)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)。先進(jìn)封裝技術(shù)更迎合集成電路微小化、復(fù)雜化和集成化的發(fā)展趨勢(shì),是封測(cè)產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。 表 3:集成電路發(fā)展的五個(gè)階段階段 時(shí)間 封裝 具體的封裝形式 第一階段 20 世紀(jì) 70 年代以前 通孔插裝型封裝 晶體管封裝(TO)、陶瓷雙列直插封裝(CDIP)、塑料雙列直插封裝(PDIP) 第二階段 20 世紀(jì) 80 年代以后 表面貼裝型封裝
8、 塑料有引線片式載體封裝(PLCC)、塑料四邊引線扁平封裝(PQFP)、小外形表面封裝(SOP)、無(wú)引線四邊扁平封裝(PQFN)、小外形晶體管封裝(SOT)、雙邊扁平無(wú)引腳封裝(DFN) 第三階段 20 世紀(jì) 90 年代 球柵陣列封裝(BGA) 塑料焊球陣列封裝(PBGA)、陶瓷焊球陣列封裝(CBGA)、帶散熱器焊球陣列封裝(EBGA)、倒裝芯片焊球陣列封裝(FC-BGA) 晶圓級(jí)封裝(WLP) 芯片級(jí)封裝(CSP) 引線框架 CSP 封裝、柔性插入板 CSP 封裝、剛性插入板 CSP 封裝、圓片級(jí)CSP 封裝 第四階段 20 世紀(jì)末開始 多芯片組封裝(MCM) 多層陶瓷基板(MCM-C)、多
9、層薄膜基板(MCM-D)、多層印制板(MCM-L) 系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP) 三維立體封裝(3D) 芯片上制作凸點(diǎn)(Bumping) 第五階段 21 世紀(jì)前 10 年開始 微電子機(jī)械系統(tǒng)封裝(MEMS) 晶圓級(jí)系統(tǒng)封裝-硅通孔(TSV) 表 3:集成電路發(fā)展的五個(gè)階段階段 時(shí)間 封裝 具體的封裝形式 倒裝焊封裝(FC) 表面活化室溫連接(SAB) 扇出型集成電路封裝(Fan-Out) 扇入型集成電路封裝(Fan-in) 甬矽電子招股說(shuō)明書國(guó)內(nèi)集成電路測(cè)試企業(yè)可分為三個(gè)梯隊(duì)。按照技術(shù)儲(chǔ)備、產(chǎn)品線、先進(jìn)封裝收入占比等指標(biāo),可將國(guó)內(nèi)集成電路企業(yè)大致分為三個(gè)梯隊(duì):第一梯隊(duì)已實(shí)現(xiàn)了 BGA、LGA 和 CS
10、P 穩(wěn)定量產(chǎn),具備部分或全部第四階段封裝技術(shù)量產(chǎn)能力,同時(shí)在第五階段晶圓級(jí)封裝領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備或產(chǎn)業(yè)布局,國(guó)內(nèi)企業(yè)以長(zhǎng)電科技、通富微電和華天科技為代表;第二梯隊(duì)企業(yè)產(chǎn)品以第一、二階段為主,并具備第三階段技術(shù)儲(chǔ)備,這類企業(yè)大多為國(guó)內(nèi)區(qū)域性封測(cè)領(lǐng)先企業(yè);第三梯隊(duì)企業(yè)產(chǎn)品主要為第一階段通孔插裝型封裝,少量生產(chǎn)第二階段表面貼裝型封裝產(chǎn)品,這類企業(yè)以眾多小規(guī)模封測(cè)企業(yè)為主。 表 4:國(guó)內(nèi)集成電路封測(cè)企業(yè)三個(gè)梯隊(duì)類型 主要特點(diǎn) 代表企業(yè) 第一梯隊(duì) 第二梯隊(duì) 第三梯隊(duì) 招股說(shuō)明書按照集成電路封測(cè)技術(shù)五個(gè)發(fā)展階段劃分,第一梯隊(duì)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了第三階段焊球陣列封裝(BGA)、柵格陣列封裝(LGA)、芯片級(jí)封裝(CS
11、P)穩(wěn)定量產(chǎn);具備全部或部分第四階段封裝技術(shù)量產(chǎn)能力(如 SiP、Bumping、FC);同時(shí)已在第五階段晶圓級(jí)封裝領(lǐng)域進(jìn)行了技術(shù)儲(chǔ)備或產(chǎn)業(yè)布局(如 TSV、Fan-Out/In)。 產(chǎn)品以第一階段通孔插裝型封裝和第二階段表面貼裝型封裝為主,第二階段 QFN/DFN 產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn),并具備第三階段球柵陣列封裝的技術(shù)儲(chǔ)備。 產(chǎn)品主要為第一階段通孔插裝型封裝,少量生產(chǎn)第二階段表面貼裝型封裝產(chǎn)品。 國(guó)內(nèi)封測(cè)行業(yè)龍頭企業(yè)(如長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技)及甬矽電子等 國(guó)內(nèi)區(qū)域性封測(cè)領(lǐng)先企業(yè) 眾多小規(guī)模封測(cè)企業(yè) 傳統(tǒng) IDM 模式壓力日益明顯,專業(yè)化分工是集成電路未來(lái)發(fā)展方向全球集成電路企業(yè)生產(chǎn)模
12、式:可分為 IDM 模式和 Foundry 模式。集成電路的制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式主要包括兩種:一種是 IDM 模式,即垂直整合制造模式,代表性公司包括英特爾、索尼、海力士和美光等,其業(yè)務(wù)涵蓋了集成電路設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)的每一環(huán)節(jié);另一種是 Foundry 模式,即晶圓代工模式,僅專注于集成電路制造環(huán)節(jié),并將集成電路封裝、測(cè)試委托給下游專業(yè)封測(cè)廠商進(jìn)行代工,代表性企業(yè)包括臺(tái)積電、中芯國(guó)際等。 圖 6:IDM 模式與 Foundry 模式對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)源:利揚(yáng)芯片招股說(shuō)明書,傳統(tǒng) IDM 模式壓力日益加大,集成電路專業(yè)化分工成為發(fā)展方向。一般來(lái)說(shuō),垂直整合制造(IDM)模式下的集成電路企業(yè)不僅包括集成電路
13、設(shè)計(jì)部門、晶圓制造廠,還包括下游的封裝測(cè)試廠,屬于重資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式,對(duì)企業(yè)的研發(fā)能力、資金實(shí)力和技術(shù)水平都具有較高要求,在晶圓制程和封裝技術(shù)方面難以保持先進(jìn)性;而 Foundry 模式則源于產(chǎn)業(yè)鏈的專業(yè)化分工,從上游到下游形成無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司(Fabless 企業(yè))、晶圓代工企業(yè)和封裝測(cè)試企業(yè)。 與傳統(tǒng) IDM 模式相比,分工細(xì)化的模式使得成本更加節(jié)約,資源更加專注,有效降低了行業(yè)的投資門檻,是近年來(lái)集成電路產(chǎn)業(yè)最重要的模式變化。為了應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),大型半導(dǎo)體 IDM 公司逐步將封裝測(cè)試環(huán)節(jié)剝離交由專業(yè)的封測(cè)公司處理,封測(cè)行業(yè)變成集成電路行業(yè)中一個(gè)獨(dú)立子行業(yè)。在集成電路行業(yè)專業(yè)化、分工化的發(fā)
14、展趨勢(shì)下,將有更多的晶圓制造和集成電路封測(cè)訂單從傳統(tǒng) IDM 廠商流出,對(duì)下游封測(cè)企業(yè)構(gòu)成利好。隨著上游高附加值的芯片設(shè)計(jì)行業(yè)加快發(fā)展,也更有利于推進(jìn)處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的集成電路測(cè)試行業(yè)的發(fā)展。 數(shù)據(jù)來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,全球晶圓制造企業(yè)集中度較高,行業(yè)前十占比合計(jì)達(dá) 97%。從全球前十大半導(dǎo)體晶圓制造企業(yè)情況來(lái)看,由于晶圓制造行業(yè)具有較高的技術(shù)與資金壁壘,因此行業(yè)集中度極高,全球前十大晶圓制造企業(yè)合計(jì)營(yíng)收在全球晶圓制造市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 95%。根據(jù) TrendForce數(shù)據(jù),2021 年前三季度全球前十大晶圓制造企業(yè)中,僅有三星采用 IDM 模式,擁有自身的封測(cè)產(chǎn)線,臺(tái)積電也開始將自身業(yè)務(wù)向下游封測(cè)
15、企業(yè)滲透,其他晶圓代工企業(yè)自身均不具備封測(cè)產(chǎn)線,需要與下游封測(cè)企業(yè)合作,才能完成最后的封測(cè)工藝。 生產(chǎn) 21Q3 市場(chǎng)份21Q2 市場(chǎng)份排名 公司名稱 國(guó)家或地區(qū) 經(jīng)營(yíng)模21Q3 收入 環(huán)比 式 額 額 表 5:21Q3 全球前十大晶圓廠中,僅有三星采用 IDM 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式1 臺(tái)積電(TSMC) 中國(guó)臺(tái)灣 Foundry 14,884 11.9% 53.1% 52.9% 2 三星(Samsung) 韓國(guó) IDM 4,810 11.0% 17.1% 17.3% 3 聯(lián)電(UMC) 中國(guó)臺(tái)灣 Foundry 2,042 12.2% 7.3% 7.2% 格羅方德 4 (Global Foundri
16、es) 美國(guó) Foundry 1,705 12.0% 6.1% 6.1% 5 中芯國(guó)際(SMIC) 中國(guó)大陸 Foundry 1,415 5.3% 5.0% 5.3% 華虹集團(tuán) 中國(guó)大陸 Foundry 799 21.4% 2.8% 2.6% 6 (HuaHong Group) 7 力積電(PSMC) 中國(guó)臺(tái)灣 Foundry 525 14.4% 1.9% 1.8% 8 世界先進(jìn)(VIS) 中國(guó)臺(tái)灣 Foundry 426 17.5% 1.5% 1.4% 9 高塔半導(dǎo)體(Tower) 以色列 Foundry 387 6.9% 1.4% 1.4% 10 東部高科(DB HiTek) 韓國(guó) Fou
17、ndry 283 15.6% 1.0% 1.0% 全球前十合計(jì) 27,277 11.8% 97.0% 97.0% TrendForce我國(guó)集成電路三大環(huán)節(jié)共同發(fā)展,專業(yè)化分工趨勢(shì)明顯。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2021 年上半年我國(guó)集成電路累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售額 4,102.9 億元,同比增長(zhǎng) 15.93%。從各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)看,2021 年上半年我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)環(huán)節(jié)銷售額分別為 1,766.40億元、1,171.80 億元和 1,164.70 億元,占集成電路總銷售額比重分別為 43.05%、28.56%和 28.39%。從國(guó)內(nèi)集成電路結(jié)構(gòu)來(lái)看,我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)齊頭并進(jìn)
18、發(fā)展,專業(yè)化分工趨勢(shì)明顯。 圖 8:國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)業(yè)銷售額(億元)圖 9: 中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)業(yè)銷售額占比()中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì),資料來(lái)源:中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì),集成電路封裝材料門檻相對(duì)較低,我國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。封測(cè)行業(yè)上游不僅包含晶圓制造企業(yè),還包含半導(dǎo)體封裝材料供應(yīng)商。半導(dǎo)體封裝材料包括芯片粘結(jié)材料、封裝基板、引線框架、陶瓷基板、鍵合線及包裝材料等,其中封裝基板市場(chǎng)規(guī)模最大。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),2018 年國(guó)內(nèi)芯片粘結(jié)材料、封裝基板、引線框架、陶瓷基板、鍵合線及包封材料市場(chǎng)規(guī)模占比分別為 3.9%、38.2%、15.8%、11.3%、13.9%和 15.0%。與晶
19、圓制造材料相比,集成電路封裝材料的門檻相對(duì)較低,我國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。 圖 10:2012-2018 年中國(guó)封裝材料市場(chǎng)規(guī)模(億元)數(shù)據(jù)來(lái)源:頭豹研究院,全球封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)健成長(zhǎng),先進(jìn)封裝成未來(lái)增長(zhǎng)動(dòng)力我國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模增速快于行業(yè)平均,晶圓廠建廠潮拉動(dòng)下游封測(cè)需求半導(dǎo)體下游應(yīng)用廣泛,市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定發(fā)展。半導(dǎo)體下游應(yīng)用廣泛,涵蓋消費(fèi)電子、電力電子、交通、醫(yī)療、通訊技術(shù)、醫(yī)療、航空航天等眾多領(lǐng)域。近年來(lái),隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、機(jī)器人等新興應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,各類半導(dǎo)體產(chǎn)品的使用場(chǎng)景和用量不斷增長(zhǎng),為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)注入了新的增長(zhǎng)動(dòng)力。根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),全球半導(dǎo)體銷售
20、額從 2011 年的 3,003.4 億美元增長(zhǎng)至 2021 年的 5,475.8 億美元,2011-2021 年 CAGR 為 4.46%,市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng);而中國(guó)半導(dǎo)體銷售額從 2016 年的 1,091.6 億元增長(zhǎng)至 2021 年的 1,903.9 億元,2016-2021 年 CAGR 為 11.78%,增速高于全球平均水平,銷售額占全球比重從 2016 年的 30.83%提升至 2021 年的 34.77%。圖 11:2011-2021 年全球半導(dǎo)體銷售額圖 12: 中國(guó)半導(dǎo)體銷售額占全球比重逐步提升資料來(lái)源:美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì),資料來(lái)源:美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì),集成電路歷史上經(jīng)歷了兩
21、次空間上的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,目前正進(jìn)行第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。第一次為 20 世紀(jì) 70 年代從美國(guó)向日本轉(zhuǎn)移,第二次是 20 世紀(jì) 80 年代從日本向韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)轉(zhuǎn)移。目前,全球集成電路行業(yè)正在開始第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,即向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。中國(guó)憑借其巨大的消費(fèi)電子市場(chǎng)、龐大的電子制造業(yè)基礎(chǔ)以及勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì),吸引了全球集成電路公司在國(guó)內(nèi)投資。歷史上已經(jīng)成功完成的兩次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移都帶動(dòng)了轉(zhuǎn)入國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、芯片封裝、集成電路測(cè)試,每一個(gè)產(chǎn)業(yè)分工環(huán)節(jié)都會(huì)有巨大的進(jìn)步,最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)出具規(guī)模,初步奠定了由芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、芯片封裝和集成電路測(cè)試四個(gè)
22、主要環(huán)節(jié)及支撐配套產(chǎn)業(yè)構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈格局。因此,隨著第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的不斷深入,受益于集成電路產(chǎn)業(yè)加速向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移,集成電路進(jìn)口替代也將加快步伐。圖 13:全球半導(dǎo)體三次產(chǎn)業(yè)變遷歷程數(shù)據(jù)來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,國(guó)內(nèi)集成電路國(guó)產(chǎn)替代速度加快。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù),我國(guó)集成電路總生產(chǎn)量從2011 年的 761.80 億塊增長(zhǎng)至 2021 年的 3,594.30 億塊,2011-2021 年的復(fù)合增長(zhǎng)率為16.78%。作為對(duì)照,國(guó)內(nèi)集成電路進(jìn)口金額從 2011 年的 1,701.99 億美元增長(zhǎng)至 2021 年的 4,325.54 億美元,2011-2022 年的復(fù)合增長(zhǎng)率為 4.42%。由此可見(jiàn),近十
23、年我國(guó)集成電路生產(chǎn)速度快于集成電路進(jìn)口增長(zhǎng)速度,表明我國(guó)集成電路行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代速度加快,集成電路生產(chǎn)量不斷提高,已部分實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。圖 14:2011-2021 年國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)量(億塊)圖 15: 2011-2021 年中國(guó)集成電路進(jìn)口金額(億美元)資料來(lái)源:美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì),資料來(lái)源:海關(guān)總署,國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)持續(xù),我國(guó)集成電路封測(cè)產(chǎn)值占比不斷提高。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、人力資源成本優(yōu)勢(shì)、稅收優(yōu)惠等因素促進(jìn)下,全球集成電路封測(cè)廠逐漸向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移,目前亞太地區(qū)占全球集成電路封測(cè)市場(chǎng) 80%以上的份額。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) Yole 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球集成電路封測(cè)市場(chǎng)長(zhǎng)期保持平穩(wěn)增長(zhǎng),從 2011 年的 4
24、55 億美元增至 2019 年的 564億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 2.72%。同全球集成電路封測(cè)行業(yè)相比,我國(guó)封測(cè)行業(yè)增速較快。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2009 年至 2019 年,我國(guó)封測(cè)行業(yè)年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 16.78%,占全球封測(cè)市場(chǎng)份額比例也在不斷提升。圖 16:2011-2019 年全球封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模圖 17: 2011-2021 年中國(guó)集成電路進(jìn)口金額(億美元)IC Insights,Yole,IC Insights,Yole集成電路封測(cè)為我國(guó)集成電路領(lǐng)域最具競(jìng)爭(zhēng)力環(huán)節(jié),共有三家企業(yè)營(yíng)收位列全球前十。在集成電路設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié),我國(guó)和世界頂尖水平差距較大,特別是在制造領(lǐng)域最為薄
25、弱,而封測(cè)環(huán)節(jié)則為我國(guó)集成電路三大領(lǐng)域最為強(qiáng)勢(shì)的環(huán)節(jié)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)封測(cè)龍頭企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)和并購(gòu)重組,在先進(jìn)封裝領(lǐng)域正逐漸縮小同國(guó)際先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)差距。我國(guó)封測(cè)企業(yè)在集成電路國(guó)際市場(chǎng)分工中已有了較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,有能力參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。根據(jù) ittbank 數(shù)據(jù),2021 年全球營(yíng)收前十大封測(cè)廠商排名中,有三家企業(yè)位于中國(guó)大陸,分別為長(zhǎng)電科技、通富微電和華天科技。表 6:2021 年全球前十大封裝測(cè)試企業(yè)2021 年?duì)I收預(yù)估 排名 公司 總部 2021 年市占率 2021 年?duì)I收增長(zhǎng)率 (百萬(wàn)人民幣) 1 日月光 中國(guó)臺(tái)灣 77,240 27.00% 20.07% 2 安靠 美國(guó) 38,606
26、 13.50% 23.59% 3 江蘇長(zhǎng)電 江蘇 30,953 10.82% 16.96% 4 力成 中國(guó)臺(tái)灣 18,916 6.61% 8.20% 5 通富微電 江蘇南通 14,537 5.08% 34.99% 6 天水華天 甘肅 11,967 4.18% 42.77% 7 智路封測(cè) 新加坡 9,146 3.20% 67.63% 8 京元電子 中國(guó)臺(tái)灣 7,788 2.72% 17.18% 9 南茂 中國(guó)臺(tái)灣 6,321 2.21% 19.69% 10顧邦中國(guó)臺(tái)灣6,247 2.18% 22.20% 合計(jì)221,721 77.50% - TrendForce大陸晶圓廠建廠潮產(chǎn)能釋放,新增大量
27、集成電路封測(cè)需求。根據(jù)甬矽電子招股說(shuō)明書,目前中國(guó)大陸已成為全球最大的集成電路終端產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)和制造基地,受益集成電路產(chǎn)業(yè)加速向大陸轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),全球晶圓制造產(chǎn)能也不斷向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移,諸如臺(tái)積電、中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等企業(yè)在中國(guó)大陸大力投資建廠。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),美國(guó)集成電路制造業(yè)產(chǎn)能已從 1980 年的 42%,跌至 2020 年的 12.8%,而我國(guó)大陸地區(qū)晶圓產(chǎn)能已從 2011 年的 9%,提升至 2020 年的 18%。根據(jù) SEMI 預(yù)測(cè), 2018-2025 年中國(guó)大陸地區(qū)的晶圓產(chǎn)能占全球的比例將從 18%提高至 22%,年復(fù)合增長(zhǎng)率約為 7%。隨著全球集成電路制造業(yè)逐漸向大陸地區(qū)
28、轉(zhuǎn)移,集成電路封測(cè)業(yè)作為晶圓制造產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié),將充分受益于全球晶圓產(chǎn)能轉(zhuǎn)移帶來(lái)的封測(cè)市場(chǎng)需求傳導(dǎo)。圖 18:中國(guó)大陸、大陸以外晶圓產(chǎn)能(千片/月)數(shù)據(jù)來(lái)源:SEMIAIoT 時(shí)代智能連接數(shù)量井噴,有效拉動(dòng)下游封測(cè)需求。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代主要解決人與人之間 的連接互聯(lián),人們可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互。而物聯(lián)網(wǎng)主要提供物與物的連接方式,物與 物的交互為消費(fèi)產(chǎn)業(yè)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)都帶來(lái)了新的增長(zhǎng)機(jī)遇,終端連接數(shù)量實(shí)現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。根據(jù) IoT Analytics 數(shù)據(jù),2019 年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)與非物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)持平,2020 年首次 超過(guò)非物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù),而疫情加速了個(gè)人、家庭和企業(yè)擁抱 AIoT 的進(jìn)程,行業(yè)進(jìn)入快速
29、 發(fā)展階段。根據(jù) IoT Analytics 預(yù)測(cè),2020-2025 年全球 IoT 連接數(shù)將從 117.0 億只增加至309.0 億只,復(fù)合增速為 21.4%。物聯(lián)網(wǎng)終端連接數(shù)量快速增長(zhǎng),有效拉動(dòng)了集成電路的封測(cè)需求,國(guó)內(nèi)集成電路封測(cè)市場(chǎng)有望快速擴(kuò)容。圖 19:2010-2025 年 IoT、非 IoT 連接數(shù)及預(yù)測(cè)資料來(lái)源:IoT Analytics,IC insights:預(yù)計(jì) 2022 年全球半導(dǎo)體資本開支將創(chuàng)歷史新高。受疫情影響,全球半導(dǎo)體眾多供應(yīng)鏈在疫情期間供應(yīng)持續(xù)緊張或中斷,疊加下游新能源汽車、AioT 和AR/VR 等的旺盛需求,眾多半導(dǎo)體代工廠產(chǎn)能利用率高企。基于疫情背景下
30、強(qiáng)勁的產(chǎn)能利用率和持續(xù)的高需求預(yù)期,全球半導(dǎo)體大廠資本開支有望保持強(qiáng)勁。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) IC insights報(bào)告顯示,繼 2021 年同比增長(zhǎng) 36%后,預(yù)計(jì) 2022 年全球半導(dǎo)體行業(yè)資本開支將繼續(xù)增長(zhǎng) 24%,達(dá)到 1,904 億美元,創(chuàng)歷史新高。圖 20:2008-2022 年全球半導(dǎo)體行業(yè)資本開支資料來(lái)源:IC insights,臺(tái)積電、聯(lián)電月度營(yíng)收連創(chuàng)新高,彰顯晶圓代工高景氣度。全球晶圓代工廠景氣高企,以臺(tái)企為例,自 2020 年以來(lái)臺(tái)積電、聯(lián)電產(chǎn)能持續(xù)緊俏,特別是 8 英寸晶圓代工產(chǎn)能供不應(yīng)求。2021 年全年,臺(tái)積電實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 15,874.15 億新臺(tái)幣,同比增長(zhǎng) 18.53
31、%;2022年 1 月實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 1,721.76 億新臺(tái)幣,同比增長(zhǎng) 35.84%;聯(lián)電 2021 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 2,130.11億新臺(tái)幣,同比增長(zhǎng) 20.47%,2022 年 1 月實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 204.73 億新臺(tái)幣,同比增長(zhǎng) 31.83%,產(chǎn)能利用率接近 100%。全球晶圓廠產(chǎn)能持續(xù)滿載,下游封測(cè)廠商也有望同步受益。圖 21:臺(tái)積電當(dāng)月?tīng)I(yíng)收及同比增長(zhǎng)率圖 22: 聯(lián)電當(dāng)月?tīng)I(yíng)收及同比增長(zhǎng)率Wind,Wind中芯國(guó)際:根據(jù)公司業(yè)績(jī)快報(bào),中芯國(guó)際 2021 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 356.31 億元,同比增長(zhǎng)29.71%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 107.33 億元,同比增長(zhǎng) 147.70%,其中扣非后歸母凈利潤(rùn)為5
32、2.11 億元,同比增長(zhǎng) 207.07%。公司于 3 月 8 日公布 2022 年前兩季度經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù),公司 2022 年 1 至 2 月實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入約 12.23 億美元,同比增長(zhǎng) 59.1%,實(shí)現(xiàn)歸屬上市公司股東的凈利潤(rùn) 3.09 億美元左右,同比增長(zhǎng) 94.9%。綜合來(lái)看,中芯國(guó)際一季度代工產(chǎn)能持續(xù)偏緊,漲價(jià)挑單持續(xù);資本開支方面,公司 2021 年全年資本開支達(dá) 45 億美元,超過(guò)此前指引的 43 億美元。公司預(yù)計(jì) 2022 年全年資本開始將達(dá)到 50 億美元,主要用于京城、臨港和深圳三個(gè)新廠的建設(shè)和老廠的擴(kuò)容。在持續(xù)高 CAPEX 投入之下,晶圓制造企業(yè)下游的封測(cè)廠商有望獲益。圖 23:
33、中芯國(guó)際單季度營(yíng)業(yè)收入及同比增長(zhǎng)率圖 24: 中芯國(guó)際單季度歸母凈利潤(rùn)及同比增長(zhǎng)率Wind,Wind2.2 后摩爾時(shí)代,先進(jìn)封裝成封測(cè)行業(yè)成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力“摩爾定律”發(fā)展陷入瓶頸,集成電路進(jìn)入后摩爾時(shí)代。在集成電路制程方面,“摩爾定律”認(rèn)為集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔 18-24 個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍。長(zhǎng)期以來(lái),“摩爾定律”一直引領(lǐng)著集成電路制程技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,自 1987 年的 1um 制程至 2015 年的 14nm 制程,集成電路制程迭代一直符合“摩爾定律”的規(guī)律。但 2015 年以后,集成電路制程的發(fā)展進(jìn)入了瓶頸,7nm、5nm、3nm 制程的量產(chǎn)進(jìn)度均落后于預(yù)期。
34、隨著臺(tái)積電宣布 2nm 制程工藝實(shí)現(xiàn)突破,集成電路制程工藝已接近物理尺寸的極限,行業(yè)進(jìn)入了“后摩爾時(shí)代”。圖 25:摩爾定律逐步放緩資料來(lái)源:AMD,后摩爾時(shí)代,先進(jìn)封裝成為提升芯片性能的重要途徑?!昂竽枙r(shí)代”制程技術(shù)突破難度較大,工藝制程受成本大幅增長(zhǎng)和技術(shù)壁壘等因素上升改進(jìn)速度放緩。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) ICInsights 統(tǒng)計(jì),28nm 制程節(jié)點(diǎn)的芯片開發(fā)成本為 5,130 萬(wàn)美元,16nm 節(jié)點(diǎn)的開發(fā)成本為 1 億美元,7nm 節(jié)點(diǎn)的開發(fā)成本需要 2.97 億美元,而 5nm 節(jié)點(diǎn)開發(fā)成本則上升至 5.4 億美元。由于集成電路制程工藝短期內(nèi)難以突破,通過(guò)先進(jìn)封裝技術(shù)提升芯片整體性能成為
35、了集成電路行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。晶圓級(jí)封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝成為未來(lái)發(fā)展方向。隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)呻娐沸酒墓δ?、能耗及體積要求越來(lái)越高,集成電路技術(shù)發(fā)展形成了兩個(gè)方向:?jiǎn)涡酒到y(tǒng)(SoC, System on Chip)和系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP,System in Package)。其中單芯片系統(tǒng)(SoC)是從 設(shè)計(jì)和晶圓制造角度出發(fā),將系統(tǒng)所需的組件和功能集成到一枚芯片上;系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)則是從封裝角度出發(fā),將不同功能的芯片和元器件組裝到一個(gè)封裝體內(nèi)。表 7:先進(jìn)封裝朝兩個(gè)方向發(fā)展發(fā)展方向 相關(guān)說(shuō)明 代表性技術(shù) 晶圓上制作凸點(diǎn)工藝為了在更小的封裝面積下容納更多的引腳,先進(jìn)封裝(Bumping)、晶
36、圓重構(gòu)工向上游晶圓制程領(lǐng)域發(fā)展 向晶圓制程領(lǐng)域發(fā)展,直接在晶圓上實(shí)施封裝工藝,藝、硅通孔技術(shù)(TSV)、(晶圓級(jí)封裝) 通過(guò)晶圓重構(gòu)技術(shù)在晶圓上完成重布線并通過(guò)晶圓凸晶圓扇出技術(shù)(Fan-點(diǎn)工藝形成與外部互聯(lián)的金屬凸點(diǎn)。 out)、晶圓扇入技術(shù)(Fan-in)等。 將以前分散貼裝在 PCB 板上的多種功能芯片,包括處系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)(SiP)、向下游模組領(lǐng)域發(fā)展 理器、存儲(chǔ)器等功能芯片以及電容、電阻等 包括采用了倒裝技術(shù)(系統(tǒng)級(jí)封裝) 元器件集成為一顆芯片,壓縮模塊體積,縮短電氣連(Flip-Clip)的系統(tǒng)級(jí)封接距離,提升芯片系統(tǒng)整體功能性和靈活性。 裝產(chǎn)品。 TrendForce系統(tǒng)級(jí)封裝(
37、SiP)是先進(jìn)封裝市場(chǎng)的重要?jiǎng)恿?。系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)可以把多枚功能不同的晶粒(Die,如運(yùn)算器、傳感器、存儲(chǔ)器)、不同功能的電子元器件(如電阻、電容、電感、濾波器、天線)甚至微機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)器件混合搭載于同一封裝體內(nèi),產(chǎn)品靈活度大,研發(fā)成本和周期遠(yuǎn)低于復(fù)雜程度相同的單芯片系統(tǒng)(SoC)。在后摩爾時(shí)代,SiP開發(fā)成本較低、開發(fā)周期較短、集成方式靈活多變,具有更大的設(shè)計(jì)自由度。針對(duì)有更多功能、更高頻率、更低功耗需求的應(yīng)用市場(chǎng),包括 5G 通信用的射頻前端、物聯(lián)網(wǎng)用的傳感器芯片、智能汽車用的功率芯片等,系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)具有較為顯著的優(yōu)勢(shì),下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)封裝的依賴程度增加,先進(jìn)封裝企業(yè)迎來(lái)更好的發(fā)展機(jī)遇。圖 26:系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品(SiP)資料來(lái)源:電子發(fā)燒友,新興應(yīng)用場(chǎng)景快速興起,先進(jìn)封裝下游應(yīng)用廣泛。隨著 5G 通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、視覺(jué)識(shí)別、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用場(chǎng)景的快速興起,應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)芯片功能多樣化的需求程度越來(lái)越高。在芯片制程技術(shù)進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”后,先進(jìn)封裝技術(shù)能在不單純依靠芯片制程工藝實(shí)現(xiàn)突破的情況下,通過(guò)晶
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