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文檔簡介
1、IC 載板是芯片封裝環(huán)節(jié)關(guān)鍵部件連接 DIE 與 PCB 信號的載體,F(xiàn)C-BGA 載板技術(shù)要求高IC 載板又稱封裝基板,是連接并傳遞裸芯片(DIE)與印刷電路板 (PCB)之間信號的載體,可理解為一種高端 PCB 產(chǎn)品。IC 載板的功能主要是保護(hù)電路、固定線路與導(dǎo)散余熱,是封裝制程中的關(guān)鍵部件,其在低端封裝中成本占比 40- 50%,高端封裝中占比 70-80%。在高階封裝領(lǐng)域,IC 載板已替代傳統(tǒng)的引線框架。 圖 1. IC 載板結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體行業(yè)觀察,IC 載板相比 PCB 具有更高的技術(shù)要求。IC 載板由 HDI(高密互聯(lián))技術(shù)發(fā)展而來,從普通 PCB 到 HDI 到 SLP(類載板)到
2、IC 載板,加工精度逐步提升。區(qū)別于傳統(tǒng) PCB 的減成法,IC 載板主要采用 (半加成法)與 M(改良型半加成法)等工藝進(jìn)行制造,所需設(shè)備有所不同,加工成本更高,線寬/線距、板厚、孔徑等指標(biāo)更為精細(xì),同時對于耐熱性要求也更高。 圖 2. 減成法工藝流程圖 圖 3. m 工藝流程圖高速印制電路 m 制作技術(shù)及信號完整性研究高亞麗,高速印制電路 m 制作技術(shù)及信號完整性研究高亞麗,IC 載板可根據(jù)封裝方式、基材進(jìn)行分類。IC 載板按主流封裝方式可分為 WB/FCBGA/CSP 等四類,F(xiàn)C-BGA 技術(shù)要求最高。WB/FC 是裸芯片與載板的連接方式,WB(Wire Bonding,打線)采用引線
3、方式將裸芯片與載板連接,F(xiàn)C(Flip Chip,覆晶)將裸芯片正面翻覆,以錫球凸塊直接連接載板,作為芯片與電路板間電性連接與傳輸?shù)木彌_介面。FC由于使用錫球替代引線,相比 WB 提高了載板信號密度,提升芯片性能,凸點(diǎn)對位校正方便,提高良率,是更為先進(jìn)的連接方式。 圖 4. WB(打線)示意圖 圖 5. FC(覆晶)示意圖南亞電路板,南亞電路板,BGA/CSP 是載板與PCB 之間的連接方式,CSP 適用移動端芯片,BGA 適用 PC/服務(wù)器級高性能處理器。BGA(Ball Grid Array,球柵陣列封裝)是在晶片底部以陣列的方式布置許多錫球,以錫球陣列替代傳統(tǒng)金屬導(dǎo)線架作為接腳。 CSP
4、(Chip Scale Package,芯片級封裝)可以讓芯片面積與封裝面積之比超過 1:1.14,已經(jīng)相當(dāng)接近 1:1 的理想情況,約為普通的 BGA 的 1/3,可理解為錫球間隔及直徑更小的BGA。從下游應(yīng)用來看,F(xiàn)C-CSP 多用于移動設(shè)備的 AP、基帶芯片,F(xiàn)C-BGA 用于PC、服務(wù)器級 CPU、GPU 等高性能芯片封裝,基板具有層數(shù)多、面積大、線路密度高、線寬線距小以及通孔、盲孔孔徑小等特點(diǎn),其加工難度遠(yuǎn)大于 FC-CSP 封裝基板。 圖 6. WB-BGA(Ball Grid Array)示意圖 圖 7. FC-CSP(Chip Scale Package)示意圖 UPMG,UP
5、MG, 表 1. IC 載板按封裝方式分類的下游應(yīng)用分類應(yīng)用WB-CSPDRAMWB-BGAMCU、DSPFC-CSPBaseband、APFC-BGACPU、GPU、Chipset、ASICRF 技術(shù)社區(qū),IC 載板按基材分為 BT/ABF/MIS 三類,高性能處理器載板用 ABF 材料被日本味之素壟斷。IC 載板的基板類似 PCB 覆銅板,主要分為硬質(zhì)基板、柔性薄膜基板和共燒陶瓷基板三大種類,其中硬質(zhì)基板和柔性基板基本占據(jù)全部市場空間,主要有 BT、ABF、MIS 三種基材。BT 基板是由三菱瓦斯研發(fā)的一種樹脂材料,良好的耐熱及電氣性能使其替代了傳統(tǒng)陶瓷基板,它不易熱漲冷縮、尺寸穩(wěn)定,材質(zhì)
6、硬、線路粗,主要用于手機(jī) MEMS、通信及儲存芯片封裝。ABF 是由日本味之素研發(fā)的一種增層薄膜材料,硬度更高、厚度薄、絕緣性好,適用于細(xì)線路、高層數(shù)、多引腳、高信息傳輸?shù)?IC 封裝,應(yīng)用于高性能 CPU、GPU、chipsets等領(lǐng)域。ABF 產(chǎn)能被味之素完全壟斷,是國內(nèi)載板生產(chǎn)卡脖子的關(guān)鍵原材料。 MIS 是一種新型材料,與傳統(tǒng)的基板不同, 包含一層或多層預(yù)包封結(jié)構(gòu),每一層都通過電鍍銅來進(jìn)行互連,線路更細(xì)、電性能更優(yōu)、體積更小,在功率、模擬 IC及數(shù)字貨幣領(lǐng)域快速發(fā)展。表 2. IC 載板按照基材分類基材特性應(yīng)用BT 高 Tg(255330)、耐熱性(160230)、低介電常數(shù)(Dk)、
7、低散失因素(Df)ABF 硬度高、厚度薄、絕緣性好,可做大尺寸、細(xì)線路、高層數(shù)、多引腳、高信息傳輸?shù)?IC封裝手機(jī) MEMS 、通信、存儲芯片、LED 芯片高性能 CPU、GPU、chipsetsMIS線路更細(xì)、電熱性能更優(yōu)、體積更小模擬、功率 IC、數(shù)字貨幣立鼎產(chǎn)業(yè)研究院,下游應(yīng)用適配封裝工藝交替增長,服務(wù)器/存儲是未來驅(qū)動因素IC 載板由于主要應(yīng)用于 IC 封裝,其規(guī)模增長伴隨半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模增速呈現(xiàn)一定周期性波動,2021 年半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度延續(xù)向上趨勢,因此也拉動 IC 載板市場規(guī)模高增,增速達(dá)到近十年來高點(diǎn)。圖 8. 全球半導(dǎo)體及 IC 載板市場規(guī)模增速2005 2006 2007
8、 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E50.0%40.0%30.0%20.0%10.0%0.0%-10.0%-20.0%半導(dǎo)體增速IC載板增速WIND,prismark,復(fù)盤歷史,下游各類終端應(yīng)用及所適配的封裝工藝的交替驅(qū)動著 IC 載板的增長:2005-2010:PC 及服務(wù)器芯片快速增長,所使用 FC-BGA 載板成為主要增長驅(qū)動,期間市場規(guī)模增速 10.2%,出貨量增速 20.2%。2010-2015:智能手機(jī)興起,移動端芯片需求高漲,F(xiàn)C-CSP 封裝基板小尺寸特征契合移動端“輕薄短
9、小”需求快速增長,F(xiàn)C-BGA 封裝基板下滑。由于移動終端市場競爭激烈、尺寸小等因素導(dǎo)致載板單價更低,因此雖然出貨量有所增長,價值量卻有所回落,期間市場規(guī)模增速-3.1%,出貨量增速 4.3%。2015-2020:PC 復(fù)蘇、服務(wù)器需求上行,市場拐點(diǎn)到來,F(xiàn)C-BGA 及模組載板增長加速,載板市場由過剩轉(zhuǎn)為短缺,期間規(guī)模增速 8%,出貨量增速 6.1%。圖 9. IC 載板市場規(guī)模(十億美元)及出貨量(百萬顆)2020-2026:2021 年IC 載板市場規(guī)模達(dá)到 142 億美元,同比增加 40 億美元,增速 39%,出貨量 0.78 億片,增速 13%。FC-BGA 載板與新興的AiP/Si
10、P 等模組載板成為主要增長動力,復(fù)合增速超 10%,手機(jī)市場的放緩減弱了對FC- CSP 載板的需求。預(yù)計載板市場規(guī)模增速 13.2%,出貨量增速 7.9%。prismark,圖 10. 按封裝類型分類 IC 載板市場規(guī)模(十億美元)252015105020112018201920202021E2022F2026F2020-2026 CAGRFCBGA: 17.5%FCCSP: 8.1%WB:5.5%模組:13.6%ModuleWB PBGA/CSPFCCSP/FC-BOCFCBGA/LGAprismark,圖 11. IC 載板下游應(yīng)用占比及增長趨勢從下游應(yīng)用來看,PC、服務(wù)器、消費(fèi)電子、通
11、信應(yīng)用合計占比 95%,服務(wù)器/存儲用高性能計算及存儲芯片對載板需求是未來最主要增長動力。2021 年 PC(高性能CPU/GPU,42 億美元,29%)仍是第一大主流應(yīng)用,手機(jī)(SoC/射頻, 36 億美元,25%)、服務(wù)器/存儲(高性能處理器/存儲,24 億美元,17%)、其他消費(fèi)類(21 億美元,15%)緊隨其后,前四大應(yīng)用合計占據(jù) 86%的份額,此外通信(有線+無線,13 億美元,9%)也占據(jù)一定份額。未來預(yù)計PC 由疫情居家?guī)淼母咴鲩L出現(xiàn)回落,消費(fèi)電子(手機(jī)+其他)回歸平穩(wěn),服務(wù)器/存儲類芯片對于載板的需求將成為主要驅(qū)動力,無線側(cè)通信及汽車也將有略高于平均的增速。prismark,
12、從技術(shù)趨勢上來看,封裝工藝的發(fā)展帶動載板發(fā)展,F(xiàn)C 工藝已成主流,多芯片3D 封裝、大尺寸高多層基板是當(dāng)前發(fā)展方向。由于晶圓制程的發(fā)展以及下游應(yīng)用“輕薄短小”的需求,載板向高密度 IO/輕薄/細(xì)線路/微凸間距發(fā)展,進(jìn)入 21 世紀(jì)后FC 工藝替代 WB 成為主流;為提高性能、降低功耗、提高 I/O,現(xiàn)階段的單芯片封裝將逐步向多芯片或整合性芯片封裝發(fā)展,3D 封裝對于基板高密凸塊及高剛性需求也是下代基板的發(fā)展方向;圖 12. IC 載板發(fā)展趨勢5G/AI/HPC 等應(yīng)用拉動對高多層(22L)與大尺寸(100mm2)載板的需求。南亞電路板,需求端:高性能芯片帶動 ABF 載板,國產(chǎn)載板有望受益本土
13、產(chǎn)業(yè)鏈配套需求高性能計算芯片驅(qū)動ABF 需求提升北美云巨頭業(yè)務(wù)強(qiáng)韌性,CAPEX 有望維持增長帶動服務(wù)器需求提升。根據(jù)各公司 22Q2 財報,亞馬遜 AWS 實(shí)現(xiàn)營收 197.39 億美元,同比增長 33%;谷歌云實(shí)現(xiàn)營收 62.76 億美元,同比增長 35.6%;微軟云業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營收 209.1 億美元,同比增長 20%;三大云巨頭 CAPEX 也分別增長了 8.6%/24.2%/6.5%,全年有望維持高位。根據(jù) Synergy Research Group 數(shù)據(jù),2022Q2 全球企業(yè)在云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)上支出達(dá) 547 億美元,同比增長 29%。云服務(wù)商 CAPEX 增長,將帶動服務(wù)器出貨量持
14、續(xù)增加,根據(jù) IDC 數(shù)據(jù),2022 年全球服務(wù)器出貨量有望達(dá)到 1420 萬臺,同比增長 10%,至 2025 年將增長至 1700 萬臺,CAGR7.3%。 圖 13. 全球服務(wù)器出貨量(百萬臺)出貨量增速18161412108642020182019202020212022E2023E2024E2025E12%10%8%6%4%2%0%-2%IDC,算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心生產(chǎn)要素對硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)產(chǎn)生配套需求,HPC+AI服務(wù)器作為高算力代表加速滲透。HPC(高性能計算機(jī)群)又稱超級計算機(jī),由多個高算力芯片或計算機(jī)集群組成,擁有比傳統(tǒng)計算機(jī)更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與計算能力,早年主要用于政府科研、
15、教育科研、國防、CAE 和生物科學(xué)領(lǐng)域,企業(yè)對于云計算、大數(shù)據(jù)、AI 等需求的日益增長+門檻降低為 HPC 帶來增量市場。根據(jù) Hyperion Research 預(yù)測,2021 年全球 HPC 服務(wù)器市場規(guī)模達(dá) 146 億美元,同比增長 7.1%,預(yù)計至 2025 年將增長至約 200 億美元,CAGR8.1%。 AI 服務(wù)器是面向深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要的快速、低精度、浮點(diǎn)運(yùn)算高度并行數(shù)值計算,搭載大量計算內(nèi)核和高帶寬內(nèi)存資源,用于支撐深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和線上推理的計算框架。2021 年全球 AI 服務(wù)器市場規(guī)模為 160 億美元,同比增長 31%,預(yù)計 2025 年將增長至 288 億美元,CAG
16、R 15.8%。由于二者應(yīng)用領(lǐng)域有相同之處,因此 HPC 與 AI 服務(wù)器出現(xiàn)融合趨勢,各家處理器廠商也紛紛推出新平臺以滿足 HPC+AI 的復(fù)合需求,兩種服務(wù)器的邊界也正在模糊。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、AI 的算力需求日益增長,HPC+AI 在服務(wù)器中的滲透率也將有所提升。 圖 14. 全球 HPC 服務(wù)器市場規(guī)模及增速 圖 15. 全球 AI 市場規(guī)模及增速250200150100500規(guī)模(億美元)增速20%15%10%5%0%-5%350300250200150100500規(guī)模(億美元)增速2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E35%30%25%20%15%10
17、%5%0%Hyperion Research,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,HPC/AI 服務(wù)器作為高性能計算平臺,芯片組采用異構(gòu)平臺方案。傳統(tǒng)服務(wù)器通常僅使用 CPU 進(jìn)行運(yùn)算,HPC/AI 服務(wù)器則采用“CPU+GPU/FPGA/ASIC”異構(gòu)平臺進(jìn)行并行計算,從 CPU 到 GPU 到 FPGA 到 ASIC,芯片通用性降低,但運(yùn)算效率提升,異構(gòu)組合方案適用不同計算場景提升了整體運(yùn)算效率。 表 3. 四類主流高性能芯片對比指標(biāo)CPUGPUFPGAASIC定制化程度通用通用半定制化全定制化靈活性高高高低成本低高較高低功耗低高較高低優(yōu)點(diǎn)主頻高、管理及協(xié)調(diào)計算能力強(qiáng)、平均性能較高、并行計平均性能強(qiáng)、體積能力
18、強(qiáng)、指令處理和產(chǎn)品成熟算能力強(qiáng)、靈活性強(qiáng)小計算能力強(qiáng)缺點(diǎn)運(yùn)算能力弱、核處理效率不高、編峰值計算能力弱、編程不可編輯、研發(fā)時數(shù)少程難度大語言難度大間長、技術(shù)風(fēng)險較高芯師爺,采用異構(gòu)平臺的服務(wù)器單機(jī)芯片用量更多。以市占率全球第二、中國第一的浪潮服務(wù)器為例,同尺寸下浪潮 HPC/AI 服務(wù)器在通用服務(wù)器所配備的 2 顆英特爾 CPU 的基礎(chǔ)上增加了加速卡,適配 4-8 顆英偉達(dá) GPU/賽靈思 FPGA 芯片,芯片用量成倍提升。隨著 HPC/AI 服務(wù)器滲透率的提升,全球服務(wù)器的單機(jī)臺芯片用量預(yù)計也將有所增加,將帶動單臺服務(wù)器所使用 ABF 載板面積增加。表 4. 浪潮通用/HPC/AI 服務(wù)器芯片
19、方案對比NF5280M5NF5288M5NF5280M6類型HPCAI通用尺寸2U2U2U處理器2 顆 2 代 Intel Xeon2 顆 2 代 Intel Xeon2 顆 3 代 Intel Xeon加速卡Scalable 處理器4 片 NVIDIA GPU/2 片XilinxAlveo U200 FPGA 卡Scalable 處理器8 片 NVIDIATesla/Quadro RTXScalable 處理器無GPU浪潮信息,HPC/AI 芯片增長提升 ABF 載板需求。HPC/AI 服務(wù)器所使用芯片均為桌面級高性能計算芯片,ABF 載板大尺寸、高密度線路契合 HPC/AI 多芯片異構(gòu)及高
20、密互聯(lián)的需求,HPC/AI 服務(wù)器也是 ABF 載板主要下游應(yīng)用之一。根據(jù) QYR 數(shù)據(jù),2021 年全球 ABF 載板市場規(guī)模達(dá) 43.68 億美元,預(yù)計至 2028 年還將增長至 65.29 億美元,CAGR 5.56%,其中中國大陸 2021 年市場規(guī)模為 6.64 億美元,約占全球的 15.2%,預(yù)計 2028 年將達(dá)到 13.64 億美元,CAGR10.83%,屆時全球占比將達(dá)到 20.9%。目前 ABF 應(yīng)用中 PC 占比最高為 61%,數(shù)據(jù)中心/服務(wù)器則占比 17.8%,受云計算、大數(shù)據(jù)、AI 等算力需求驅(qū)動,HPC/AI 芯片所用 ABF 載板將享有最快增速,2023-2028
21、 CAGR 為 21.8%。Chiplet 賦能華為自研服務(wù)器芯片彎道超車,國產(chǎn)載板配套正當(dāng)時華為受制裁“缺芯”被迫出售 x86 服務(wù)器業(yè)務(wù)。自 2019 年 5 月華為被列入實(shí)體清單后,美國政府對于華為供應(yīng)鏈封鎖日益加強(qiáng),2020 年 9 月 15 日后,鎂光、三星、海力士、英特爾、高通、索尼、聯(lián)發(fā)科、臺積電、中芯國際等存儲、處理器、代工廠商被迫停止向華為供貨,華為陷入無法外采芯片、自研芯片無法使用先進(jìn)制程制造的局面,2021 年華為被迫出售部分消費(fèi)電子業(yè)務(wù)(榮耀)與 x86 服務(wù)器業(yè)務(wù)(超聚變)。 圖 16. 華為受制裁時間線人民日報、商務(wù)部等公開新聞?wù)恚珻hiplet 封裝工藝有望助力
22、國產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)實(shí)現(xiàn)彎道超車。Chiplet 俗稱芯粒,也叫小芯片,它是將一類滿足特定功能的 die(裸片),通過 die-to-die 內(nèi)部互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個模塊芯片與底層基礎(chǔ)芯片封裝在一起,形成一個系統(tǒng)芯片,以實(shí)現(xiàn)一種新形式的 IP 復(fù)用。它可以將不同制程的芯片封裝到一起達(dá)到系統(tǒng)化最優(yōu)性能,具有提高大芯片良率、降低設(shè)計復(fù)雜度與成本、降低制造成本等優(yōu)勢,在摩爾定律放緩后被視為中國半導(dǎo)體企業(yè)彎道超車的機(jī)會。 圖 17. Chiplet 與 SoC 的區(qū)別 圖 18. Chiplet 將不同制程芯片整合封裝半導(dǎo)體行業(yè)觀察,芯原股份,華為自研 chiplet 服務(wù)器芯片有望替代 intel x86 處
23、理器。華為海思是國內(nèi)最早嘗試 chiplet 廠商之一,2014 年海思第三代服務(wù)器處理器鯤鵬 916(ARM 架構(gòu))即采用臺積電異構(gòu) CoWoS 3D IC 封裝工藝,將 16nm 邏輯芯片與 28nmI/O芯片集成在一起。海思 2019 年量產(chǎn)的第四代服務(wù)器處理器鯤鵬 920,通過采用 Chiplet 技術(shù),將 7nm 邏輯芯片與 16nmI/O 芯片等集成在一顆大芯片中,實(shí)現(xiàn)了具有成本效益的系統(tǒng)解決方案。采用 chiplet 的高性能鯤鵬 920 芯片用于華為 ARM 架構(gòu)服務(wù)器,疊加其自研 AI 芯片可實(shí)現(xiàn)對 intel/AMD/NVIDIA 芯片的替代,有望對華為出售的 x86 服務(wù)
24、器業(yè)務(wù)損失形成彌補(bǔ),也有望為國產(chǎn)載板廠打開配套空間。華為服務(wù)器有望為國產(chǎn)載板廠每年帶來 5.87 億元的配套市場空間。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù),2021 年中國 x86 服務(wù)器出貨量將達(dá)到 375 萬臺,其中 AI 服務(wù)器占比約 21%,至 2025 年將增長至 525 萬臺,CAGR 8.8%。2021 年華為+超聚變在中國 x86 市場份額合計約 18%,對應(yīng)出貨量 67.5 萬臺。華為的普通服務(wù)器內(nèi)置 2 顆 CPU,AI 服務(wù)器內(nèi)置 4 顆 CPU+8 顆 AI 芯片(自研昇騰 910),我們假設(shè)AI 服務(wù)器出貨占比為 21%;據(jù)Fortune 報道,服務(wù)器用 ABF 載板單顆價值量為 20
25、 美元(約合 135 人民幣);則根據(jù)我們的測算,長期來看,華為服務(wù)器芯片每年可為國內(nèi) ABF 載板帶來 5.87 億元的配套空間。 圖 19. 中國 x86 服務(wù)器出貨量 圖 20. 中國服務(wù)器市場份額出貨量(萬臺)增速600500400300200100030%25%20%15%10%5%0%-5%-10%戴爾5%烽火6%超聚變9%華為9%其他13%浪潮14%中興30%新華三14%IDC,IDC, 表 5. 華為服務(wù)器芯片所用ABF 載板市場空間測算20212022E2023E2024E2025E國內(nèi)服務(wù)器出貨量(萬臺)375408445484525華為份額ABF 載板規(guī)模(億元)5%1.
26、051.141.241.351.4710%2.102.282.492.712.9415%3.153.433.734.064.4120%4.204.574.985.415.87IDC,F(xiàn)ortune 國產(chǎn)儲存芯片從 0 到 1 突破帶來國產(chǎn) BT 載板配套空間存儲芯片主要用于存儲數(shù)據(jù),廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、PC、服務(wù)器等領(lǐng)域,按照斷電是否可保存數(shù)據(jù)可分為易失性(斷電不可保存,DRAM、SRAM)與非易失性(斷電可保存,F(xiàn)lash)芯片。DRAM 與 Flash(尤其是 NAND Flash)是主流存儲芯片,占據(jù) 98%市場份額,分別作為運(yùn)行內(nèi)存(小容量短時高速存儲)與數(shù)據(jù)存儲(大容量長時低速存儲)
27、廣泛用于智能手機(jī)、PC、服務(wù)器等下游領(lǐng)域。智能手機(jī)、PC、服務(wù)器等設(shè)備需要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲,F(xiàn)lash 雖然讀寫速度相對受限,但單位存儲成本低,且斷電數(shù)據(jù)不會丟失,因此用于大量數(shù)據(jù)的存放。但這些設(shè)備運(yùn)行時,處理器需要與數(shù)據(jù)進(jìn)行頻繁交互,F(xiàn)lash 無法滿足要求,此時 DRAM,也是通常所說的內(nèi)存,會先從 Flash 中讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲與改寫,其具有更高讀寫速度,可滿足與處理器的交互需求。此外還有讀寫速度更高容量更小的 SRAM 負(fù)責(zé)緩存處理器的臨時數(shù)據(jù)。表 6. 不同存儲芯片特點(diǎn)芯片類型特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域市場領(lǐng)先企業(yè)占比DRAM易失性,讀寫快、容量智能手機(jī)、PC、服務(wù)器三星、海力士、鎂光53%低、成本
28、高NAND非易失性,讀寫慢、容智能手機(jī)、PC、服務(wù)器三星、海力士、鎂光44%Flash量高、成本低Nor非易失性,讀寫較快、功能機(jī)、TDDI、三星、海力士、鎂光、1%Flash容量較高、成本較高AMOLED英特爾、西部數(shù)據(jù)頭豹研究院,國產(chǎn)儲存芯片廠商實(shí)現(xiàn)從 0 到 1 的突破,長存、長鑫有望在 NAND Flash、 DRAM 市場占據(jù)一定份額。為在存儲芯片市場,美日韓廠商占據(jù)了主要份額,其中 DRAM 市場韓國三星+海力士占有全球 72%的市場份額,在 NAND Flash市場,韓國則占有全球 47%的市場份額,美日廠商瓜分剩余絕大部分份額,我國儲存芯片長期受制于海外廠商。為打破這一局面,國
29、產(chǎn)千億級項目廠商長江存儲(主攻 NAND Flash)、長鑫存儲(主攻 DRAM)實(shí)現(xiàn)了儲存芯片國產(chǎn)化從 0到 1 的突破。長江存儲武漢存儲器基地一期產(chǎn)能已穩(wěn)定量產(chǎn),2021 年產(chǎn)能 10萬片/月,二期已于 2020 年 6 月動工,達(dá)產(chǎn)后總產(chǎn)能將達(dá)到 30 萬片/月,預(yù)計市場份額可提升至 7%,超越英特爾成為世界第六大 NAND 芯片廠商。長鑫存儲則已于 2021 年實(shí)現(xiàn) 6 萬片/月產(chǎn)能目標(biāo),2022 年將達(dá)到 12 萬片/月,市場份額有望提升到 8%。國產(chǎn)儲存芯片從 0 到 1 的突破為存儲用國產(chǎn) BT 載板帶來了配套空間。 圖 21. DRAM 市場份額 圖 22. NAND Flas
30、h 市場份額其他, 6%英特爾,其他, 3%鎂光, 23%三星, 44%海力士,28%6%鎂光, 11%海力士, 13%三星, 34%鎧俠, 19%西部數(shù)據(jù),14%IC insights,statista, 表 7. 國產(chǎn)存儲芯片廠商產(chǎn)能情況廠商項目/日期產(chǎn)能初始投資長江存儲NAND Flash一期二期10 萬片/月20 萬片/月240 億美元長鑫存儲20216 萬片/月1500 億元DRAM202212 萬片/月愛集微,天極網(wǎng),國產(chǎn)載板廠商長期有望受益于芯片制造、封測產(chǎn)能向大陸轉(zhuǎn)移國產(chǎn) IC 載板廠商的成長有望受益國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的配套,大陸晶圓制造、封測配套是重要機(jī)遇。大陸晶圓制造產(chǎn)能積極
31、擴(kuò)張,封測廠商已占據(jù)全球重要份額。根據(jù) IC insights數(shù)據(jù),中國 IC 制造市場規(guī)模在中國 IC 市場整體規(guī)模中占比持續(xù)提升,從 2010年的 10.2%提升至 2021 年 16.7%,預(yù)計 2026 年還將提升至 21.2%,其規(guī)模對應(yīng)復(fù)合增速達(dá) 13.3%,超過中國 IC 整體市場規(guī)模 8%的復(fù)合增速,與之對應(yīng)的是大陸 70 余條晶圓制造產(chǎn)業(yè)在未來幾年近乎翻倍的擴(kuò)產(chǎn)計劃。另一方面當(dāng)前大陸封測廠商已在全球占據(jù)重要地位,長電科技、通富微電、華天科技 2021 年全球市場份額排名分別位列第 3/5/6 名,合計占比 20%。國內(nèi)晶圓制造與封測廠的鏈配套需求將為國產(chǎn)載板廠商帶來替代空間。
32、圖 23. 中國 IC 整體市場規(guī)模及制造規(guī)模(十億美元)300250200150100500IC市場規(guī)模(十億美元)IC制造規(guī)模(十億美元)IC制造占比25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0% IC insights, 表 8. 大陸晶圓廠產(chǎn)能規(guī)劃晶圓尺寸項目狀態(tài)當(dāng)前產(chǎn)能(萬片/月)規(guī)劃產(chǎn)能(萬片/月)12 英寸計劃478建成91.9171.33在建10.363.5暫停8.534.56 英寸建成19.5228 英寸計劃/建成83.7581.75在建14.125.5總計232.05476.58半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫,ittbank, 圖 24. 全球封測廠商市場份額欣邦, 2.2%南茂
33、, 2.2%京元電子, 2.7%智路封測, 3.2%華天科技, 4.2%其他, 22.5%日月光, 27.0%安靠, 13.5%通富微電, 5.1%力成科技, 6.6%長電科技, 10.8%芯思想研究院,供給端:高壁壘下 ABF 載板供不應(yīng)求,主要廠商擴(kuò)產(chǎn)但供應(yīng)仍受限IC 載板存在資金、技術(shù)、客戶三重壁壘,新進(jìn)難度大IC 載板由于直接和裸芯片相連,其制造存在資金(大)、技術(shù)(難)、客戶(慢)三重壁壘。資金壁壘:IC 載板作為資金密集型產(chǎn)業(yè),其復(fù)雜的生產(chǎn)工藝需要大量的進(jìn)口設(shè)備投資,同時下游客戶對載板廠進(jìn)行認(rèn)證時,產(chǎn)能也是考核要求之一,新進(jìn)入者需一次性投入大量資金,且短期難以看到回報。2012 年
34、興森投資的 1 萬平/月載板產(chǎn)線的設(shè)備投資額約 5 億元,后期累計虧損超 4 億,后續(xù)產(chǎn)能穩(wěn)定在 8000 平/月,設(shè)備的資本支出也超 2.5 億元。近年深南、興森兩家廠商均擬投資 60 億在設(shè)立高階 IC 載板產(chǎn)線,年產(chǎn)能約 2 億顆,其中興森的項目的兩期產(chǎn)線分別于 2025/2027 年達(dá)產(chǎn),年產(chǎn)值與投資額相當(dāng)。表 9. IC 載板產(chǎn)線建設(shè)設(shè)備投入設(shè)備名稱數(shù)量金額(萬元)VCP 烘干一體線512600LDI 曝光機(jī)610205飛針測試機(jī)239409治具電測機(jī)179376激光鉆孔機(jī)178500水平PTH 線+水平閃鍍25200外觀檢查機(jī)102980垂直PTH 線12600AOI 線41580
35、ABF 壓膜機(jī)21262其他/16507勝宏科技定增說明書,技術(shù)壁壘:IC 載板之間與芯片相連,與普通PCB 產(chǎn)品相比,產(chǎn)品尺寸較小、精密度較高,在線路精細(xì)、孔距大小和信號干擾等方面要求非常高,因此需要高度精密的層間對位技術(shù)、電鍍能力、鉆孔技術(shù)。消費(fèi)電子對 IC 載板提出了輕薄短小的需求,服務(wù)器產(chǎn)品對 IC 載板提出了高密互聯(lián)的需求,IC 載板的生產(chǎn)融合了材料、化學(xué)、機(jī)械、光學(xué)等多領(lǐng)域工藝技術(shù),除了先進(jìn)設(shè)備的配置,還需要生產(chǎn)工藝與技術(shù)的不斷積累,因而對新進(jìn)企業(yè)形成了較高的技術(shù)壁壘。表 10. IC 載板與 PCB 技術(shù)參數(shù)對比技術(shù)參數(shù)普通 PCBHDISLPIC 載板層厚190+416210210板厚0.3-7mm0.25-2m
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