中國SiP封裝行業(yè)發(fā)展技術(shù)優(yōu)勢及需求增長因素分析

中國SiP封裝行業(yè)發(fā)展技術(shù)優(yōu)勢及需求增長因素分析

一、SiP封裝發(fā)展技術(shù)優(yōu)勢

SiP封裝是將多種功能芯片，包括處理器、存儲器等功能芯片集成在一個封裝內(nèi)，從而實現(xiàn)完整的功能。與SoC（SystemOnChip，系統(tǒng)級芯片）相對應。不同的是系統(tǒng)級封裝是采用不同芯片進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。

隨著終端電子產(chǎn)品往多功能化、智能化和小型化方向發(fā)展，SiP和SoC成為終端電子產(chǎn)品持續(xù)提升性能的兩個重要方向。SoC是將系統(tǒng)所需的組件高度集成到一塊芯片上，而SiP是從封裝的立場出發(fā)，將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件，以及諸如MEMS或者光學器件等其他器件組裝到一起，實現(xiàn)一定功能的單個標準封裝模組。不管是摩爾定律推動的SoC，還是先進封裝推動的SiP，結(jié)果都是系統(tǒng)的復雜性增加。

在產(chǎn)品小型化、微型化和多功能設計的驅(qū)動下，SoC和SiP兩者交互融合發(fā)展。但是當半導體制程進入納米制程后，SoC面臨如制程微縮的技術(shù)瓶頸及成本越來越高、SoC芯片開發(fā)的成本與時間快速攀升、異質(zhì)整合困難度快速提高、產(chǎn)品生命周期變短等問題，使SiP技術(shù)獲得發(fā)展機會。SiP的系統(tǒng)復雜程度和上市時間/成本之間是線性關(guān)系，而SoC的上市時間/成本隨著系統(tǒng)的復雜程度會呈現(xiàn)指數(shù)級的上升。所以在復雜系統(tǒng)中，SiP具有上市時間快、成本低等優(yōu)勢。

SiP封裝產(chǎn)業(yè)鏈參與者向上下游延伸是趨勢。傳統(tǒng)SiP封裝產(chǎn)業(yè)鏈上，IC封測的代表公司有長電科技、日月光，主要提供功能級的標準封測產(chǎn)品；系統(tǒng)級封裝的代表公司是環(huán)旭電子，主要做模組級別的系統(tǒng)封裝；兩者屬于上下游關(guān)系，涉及到的制程和設備有所區(qū)別。而EMS/OEM組裝的代表公司有立訊精密、歌爾股份等。各個環(huán)節(jié)參與者更多是各司其職、互相合作。而隨著電子加工技術(shù)發(fā)展和品牌廠商縮短供應鏈條長度、加強供應商管理的需求增強，每個環(huán)節(jié)參與者以自身技術(shù)為基礎(chǔ)，向上下游延伸成為了產(chǎn)業(yè)趨勢。以封測廠為例，星科金朋具備IC封測和系統(tǒng)級封裝能力；而環(huán)旭電子以SiP封裝為基礎(chǔ)，日月光的IC封測跟公司在模組的系統(tǒng)封裝上實現(xiàn)協(xié)同，同時通過收購加快往下游延伸，提升EMS業(yè)務占比;而下游組裝廠商如立訊精密，以自身SMT技術(shù)為基礎(chǔ)，積極布局SiP封裝，試圖切入系統(tǒng)級封裝環(huán)節(jié)。

SiP封裝具有以下顯著優(yōu)勢：（1）封裝效率大大提高，SIP封裝技術(shù)在同一封裝體內(nèi)加多個芯片，大大減少了封裝體積。（2）SIP封裝實現(xiàn)了以不同的工藝、材料制作的芯片封裝可形成一個系統(tǒng)，實現(xiàn)嵌入集成無源元件的組合。（3）SIP封裝技術(shù)可以使多個封裝合而為一，可使總的焊點大為減少，也可以顯著減小封裝體積、重量，縮短元件的連接路線，從而使電性能得以提高。（4）SIP封裝采用一個封裝體實現(xiàn)了一個系統(tǒng)目標產(chǎn)品的全部互連以及功能和性能參數(shù)，可同時利用引線鍵合與倒裝焊互連以及其他IC芯片直接內(nèi)連技術(shù)。（5）SIP封裝可提供低功耗和低噪音的系統(tǒng)級連接，在較高的頻率下工作可獲得幾乎與SOC相等的匯流排寬度。

二、需求增長因素

SiP封裝天然適合產(chǎn)品周期較短、產(chǎn)品更新快、產(chǎn)品復雜程度高的場景，可以廣泛運用于手機、TWS耳機、可穿戴設備、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

1.SiP受益于智能手表功能多樣化，看好可穿戴設備構(gòu)建的分立式計算生態(tài)

小型化和高度集成化是智能手表的剛需。智能手表從手機的附屬設備，發(fā)展到現(xiàn)在實現(xiàn)獨立聯(lián)網(wǎng)；從時間顯示、通知顯示、定位等簡單功能到健康監(jiān)控、身份驗證、支付、通話等復雜功能，智能手表逐漸由單一簡單功能向復雜多功能轉(zhuǎn)變，相應需要更加強大的處理器、更大的內(nèi)存空間、更多的傳感器、更高的電池容量等硬件支持。但是相比智能手機，智能手表的體積和內(nèi)部空間相對固定和更加有限。同時，由于更高性能的處理器和更多的傳感器帶來更高的能耗，所以電池容量持續(xù)增長，手表內(nèi)部空間更加有限。為了在微小空間里容納更多的硬件，使得智能手表對零組件的小型化、高度集成化的要求相對更高。

智能手表正在從小眾市場走向大眾。由于體積和重量的限制，智能手表天然存在續(xù)航時間短、功能相對單一、信息輸入不便和使用場景缺乏等痛點。但是隨著快充和無線充電的普及、更多傳感器的應用、語音等輸入和控制方式準確度的提高，同時智能手表加入了更多身份識別、健康監(jiān)測相關(guān)功能，正逐漸擺脫小眾的市場定位，走向大眾市場。2019年智能手表全球出貨量有望達到6300萬只，相比2018年增長43%；預計到2022年智能手表出貨量有望達到1.1億只，2019-2022年出貨量復合增速為20%

《2020-2026年中國SIP封裝行業(yè)競爭格局分析及投資潛力研究報告》數(shù)據(jù)顯示：AppleWatch在高集成度封裝技術(shù)的應用上領(lǐng)先于競品。自2015年的第一代AppleWatch發(fā)布以來，每一款都采用SiP封裝（SysteminPackage,系統(tǒng)級封裝），集成從應用處理器（AP）到電源管理芯片（PMIC）等零組件。2019年AppleWatch出貨量為2400萬-2800萬只，隨著健康相關(guān)功能進一步完善、生物識別功能有望加入，AppleWatch出貨量有望維持較快的增長速度，2020年銷量有望達到3000萬-3600萬只。同時隨著SiP封裝集成的元件數(shù)量增長，集成的復雜度提高，SiP封裝的單價也將持續(xù)增長，預計2019-2021年ASP復合增速為7%。

2.高性能TWS提升SiP封裝需求

TWS耳機具有空間小、零組件多、結(jié)構(gòu)復雜等特點，是SiP封裝天然的應用場景。TWS耳機與普通藍牙耳機對比，在便攜度、高清音質(zhì)、體積、智能化水平、防水性能等方面優(yōu)勢明顯，但在元器件數(shù)量和復雜度上也大幅提升。

AirPodsPro率先在TWS上應用SiP封裝技術(shù)。2019年10月，蘋果推出新款耳機AirPodsPro，相比前代耳機，Pro版本具有降噪功能，并且支持IPX4級別的防水。首次搭載采用SiP封裝的新H1芯片，擁有多達10個音頻核心，內(nèi)部集成SoC、音頻編碼器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，承擔了降噪和音頻計算功能，實現(xiàn)了每秒200次的外部環(huán)境和耳道的噪音檢測；跟加速傳感器、功率放大器、藍牙控制芯片、語音加速感應器等封裝在SiP模塊內(nèi)。通過SiP封裝工藝，AirPodsPro大幅縮小了核心系統(tǒng)的體積，降低了功耗，同時可以減少芯片和模組的外露，提高機械強度和耐腐蝕性；相比SoC封裝，SiP的驗證也相對簡單，因為每個芯片和模組是獨立驗證的，只需要檢查它們之間的連接即可，大大降低了工業(yè)量產(chǎn)成本。未來隨著普通版本中集成更多零組件，2018年Airpods出貨量升至3500萬對，2019年將實現(xiàn)出貨量7000萬對，2020年出貨量達到1億對。SiP封裝在Airpods中的滲透率有望持續(xù)提升，預計將由2019年的10%提升至2021年的40%。

3.射頻市場變局，SiP封裝迎新機遇

5G技術(shù)商用帶來的SiP封裝需求增量。首先由于單機射頻價值提升，射頻前端整體市場規(guī)?？焖僭鲩L。而射頻前端模組化，5G毫米波天線、射頻集成化是大勢所趨，由于射頻元件大多使用GaAs為基底材料,而5G天線多使用LCP(LiquidCrystalPolymer)為材料等，而SiP封裝能很好地滿足異質(zhì)整合的需求。預計SiP封裝在射頻市場的采用率將迅速提高。

5G毫米波推動對AiP解決方案的需求。毫米波工作頻段高，波長短，所以要求天線具有更小的體積；而高頻高損耗的特性要求在5G手機中引入更多數(shù)量的天線，導致AiP（AntennainPackage，天線封裝）技術(shù)，將天線與芯片集成在封裝里，成為理想的解決方案，很好地兼顧了天線性能、成本以及體積。

2025年，AiP的SiP封裝需求有望超過400億元人民幣。2025年全球5G手機出貨量有望達到12億只，假設其中大陸地區(qū)5G手機中支持毫米波機型比例為50%，海外地區(qū)5G手機中支持毫米波占比達到75%；假設2025年支持5G毫米波手機中，AiP方案的滲透率為65%,則到2025年，預計采用AiP方案的手機出貨量將達到5.3億只，AiP的SiP封裝需求市場規(guī)模約為440億元。

4.UWB商用化是SiP封裝新的增長點

UWB（UltraWideBand，超寬帶技術(shù)）是一種短距離的無線通信技術(shù)，可以應用于室內(nèi)定位。它通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄能量脈沖來實現(xiàn)無線通訊。由于脈沖時間寬度極短，因此可以實現(xiàn)頻譜上的超寬帶。相比WIFI和藍牙技術(shù)