2023年半導(dǎo)體封裝行業(yè)研究報(bào)告

2023年半導(dǎo)體封裝行業(yè)爭(zhēng)論報(bào)告2023年半導(dǎo)體封裝行業(yè)爭(zhēng)論報(bào)告一、先進(jìn)封裝簡(jiǎn)介：方向明確，景氣向上摩爾定律靠近極限，先進(jìn)封裝應(yīng)運(yùn)而生封裝是指將生產(chǎn)加工后的晶圓進(jìn)展切割、焊線(xiàn)塑封，使電路與外部器件實(shí)現(xiàn)連接，并為半導(dǎo)體產(chǎn)品供給機(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。半導(dǎo)體封裝技術(shù)進(jìn)展歷程：第一階段〔20世紀(jì)70年月之前〕通孔插裝時(shí)代：典型的封裝形式包括最初的金屬圓形(TO型)封裝、雙列直插封裝(DIP)等；其次階段〔2080年月以后封裝進(jìn)展;第三階段〔2090〕面積陣列封裝時(shí)代：從平面四邊引線(xiàn)型向平面球柵陣列型封裝進(jìn)展，引線(xiàn)技術(shù)從金屬引線(xiàn)向微型段焊球方向進(jìn)展。先進(jìn)封裝應(yīng)運(yùn)而生：在“后摩爾時(shí)代”，行業(yè)從過(guò)去著先進(jìn)封裝技術(shù)不僅可以增加功能、提升產(chǎn)品價(jià)值，還能有效降低本錢(qián)，成為連續(xù)摩爾定律的重要路徑。先進(jìn)封裝定義：承受了先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路和先進(jìn)的集成工藝，對(duì)芯片進(jìn)展封裝級(jí)重構(gòu)，并且能有效提系統(tǒng)高功能密(FlipChip)、晶圓級(jí)封裝(WLP)、2.5D〔Interposer〕、3D(TSV)等。先進(jìn)封裝是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破封鎖的重要方式先進(jìn)封裝是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破封鎖的重要方式：半導(dǎo)長(zhǎng)期不會(huì)轉(zhuǎn)變。先進(jìn)封裝可在現(xiàn)有技術(shù)節(jié)點(diǎn)下，進(jìn)一步提升芯片性能，是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)突破封鎖的重要方式。先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)增長(zhǎng)先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模：據(jù)Yole20237773502025將到達(dá)4202023-2025CAGR8(CAGR=5%)和傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)，先進(jìn)封裝市場(chǎng)增速更為顯著。先進(jìn)封裝占比：倒裝占比最高，3D封裝估量增長(zhǎng)最快。Yole2023年約2900萬(wàn)片晶圓承受先進(jìn)封裝，到2025年增長(zhǎng)為4300萬(wàn)片，年7%。〔12〕。二、先進(jìn)封裝工藝與設(shè)備詳解半導(dǎo)體封裝工藝封裝可分為四級(jí)，即芯片級(jí)封裝(0級(jí)封裝)、元器件級(jí)封裝(1(2級(jí)封裝)和整機(jī)組裝(3級(jí)封0123為電子組裝。0級(jí)封裝：裸芯片電極的制作、引線(xiàn)的連接等均在硅片之上完成，暫與基板無(wú)關(guān)；1級(jí)封裝：經(jīng)0級(jí)封裝的單芯片或多芯片在封裝基板〔一般基板、多層基板、HDI基板〕上的封裝，構(gòu)成集成電路模塊〔或元件〕。即芯片在各類(lèi)基板〔或中介板〕上的裝載方式；2級(jí)封裝：集成電路〔IC元件或IC塊〔HDI基板〕上的封裝，構(gòu)成板或卡。；3級(jí)封裝：將二級(jí)封裝的組件插到同一塊母板上，也就是關(guān)于插件接口、主板及組注塑成型、切筋成型、打碼等。先進(jìn)封裝工藝梳理先進(jìn)封裝的特點(diǎn)：1.不承受傳統(tǒng)的封裝工藝，例如：無(wú)BondingWire；2封裝集成度高，封裝體積?。?.內(nèi)部互聯(lián)短，系統(tǒng)性能得到提升4單位體積內(nèi)集成更多功能單元，有效提升系統(tǒng)功能密度。(FlipChip)、晶圓級(jí)封裝(WLP)、2.5D〔Interposer〕、3D封裝(TSV)、Chiplet扇入型和扇出型封裝：WLP〔Fan-InWLP〕〔Fan-OutWLP〕兩大布線(xiàn)均在芯片尺寸內(nèi)完成，封裝大小和芯片尺寸一樣；扇出型：基于晶圓重構(gòu)技術(shù)，將切割后的各芯片重布置到人工最終再切割，布線(xiàn)可在芯片內(nèi)和芯片外，得到的封裝面積一I/O數(shù)量增加。2.5D3D封裝。2.5D有硅通孔〔TSV〕的中介層頂部。其底座，即中介層，可提供芯3D封裝：又稱(chēng)為疊層芯片封裝技術(shù)，3D封裝可承受凸塊或硅通孔技術(shù)〔ThroughSiliconVia，TSV〕，TSV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。SiP：〔SysteminPackag，系統(tǒng)級(jí)封裝〕。SIP是將多FPGA等功能芯片集成在片〔SystemonChip，SoC〕相對(duì)應(yīng)，不同的是系統(tǒng)級(jí)封裝SoC則是高度集成的芯片產(chǎn)品。ChipletChiplet術(shù)實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成的封裝形式；作用:1.降低單片晶圓集成工藝良率風(fēng)險(xiǎn)，到達(dá)本錢(qián)可控，有設(shè)計(jì)彈性，可實(shí)現(xiàn)芯片定制化;2.Chiplet芯片，更能滿(mǎn)足現(xiàn)今高效能運(yùn)算處理器的需求；3.彈性的設(shè)異構(gòu)系統(tǒng)與元件集成四個(gè)方面的功能。Chiplet的異構(gòu)集成與異質(zhì)集成:異構(gòu)集成:將多個(gè)不同工藝節(jié)點(diǎn)單獨(dú)制造的芯片封裝到一個(gè)封裝內(nèi)部，可以對(duì)承受不同工藝、不同功能不同制造商制造的組件進(jìn)展封裝。例如將不同廠商的7nm、10nm、28nm、45nm的小芯片通過(guò)異構(gòu)集成技術(shù)封裝在一起；異質(zhì)集成:將不同材料的半導(dǎo)體器件集成到一個(gè)封裝內(nèi)，可產(chǎn)生尺寸小、經(jīng)濟(jì)性好、敏捷性高、系統(tǒng)性能更佳的產(chǎn)品。如將Si、GaN、SiC、InP生產(chǎn)加工的芯片通過(guò)異質(zhì)集成技術(shù)封裝到一起，形成不同材料的半導(dǎo)體在同一款封裝內(nèi)協(xié)同工作的場(chǎng)景。典型公司先進(jìn)封裝技術(shù)布局臺(tái)積電：2.5D：CoWoS是臺(tái)積電推出的2.5D封裝技術(shù)，把芯片封裝到硅轉(zhuǎn)接板〔中介層〕上，并使用硅轉(zhuǎn)接板上的高密度布線(xiàn)進(jìn)展互連，然后再安裝在封裝基板；INFO〔扇出型封裝〕：可應(yīng)用于射頻和無(wú)線(xiàn)芯片的封裝，處理器和基帶芯片封裝，圖形處理器和網(wǎng)絡(luò)芯片的封裝；Intel：EMIB是屬于有基板類(lèi)封裝，EMIB理念跟基于硅中介層的2.5D2.5TSVEMIB正常的封裝良率、無(wú)需額外工藝和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)。Foveros被稱(chēng)作三維面對(duì)面異構(gòu)集成芯片堆疊,是3D堆疊封裝技術(shù)，F(xiàn)overos更適用于小尺寸產(chǎn)品或?qū)?nèi)存帶寬要求更高的產(chǎn)品。在體積、功耗等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。Foveros技術(shù)要處理的是Bump三星：Wide-IO(WideInputOutput)寬帶輸入輸出技術(shù)由三星主推，目前已經(jīng)到了其次代，可以實(shí)現(xiàn)最多512bt的內(nèi)存接口位寬，內(nèi)存接口操作率最高可達(dá)1GHz,總的內(nèi)存68GBpsDDR4接口帶寬(34GBps)的兩倍。Wide-lOMemoryLogicMemory3DTSVLogic芯片及基板相連接。半導(dǎo)體封裝設(shè)備梳理封裝設(shè)備：磨片機(jī)、劃片機(jī)、固晶機(jī)、鍵合機(jī)、塑封設(shè)備、打標(biāo)設(shè)備等。先進(jìn)封裝增加設(shè)備需求：封裝設(shè)備需求增加：研磨設(shè)備增加〔晶圓需要做的更薄〕、切割設(shè)備需求增加、固晶設(shè)備〔DieBond要求更高〕；設(shè)備需求：如凸塊〔bump〕工藝涉及到曝光、回流焊等設(shè)備；TSV工藝增加ASMPacific、K&S、Besi、Disco、Towa、Yamada等公司占據(jù)多數(shù)的封裝設(shè)備市場(chǎng)，行業(yè)空間大。三、重點(diǎn)公司分析益昌:固晶機(jī)龍頭，半導(dǎo)體封裝設(shè)備和MiniLED雙輪驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體固晶機(jī)：國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體固晶設(shè)備進(jìn)口依靠度高，半ASMPT和BESILED機(jī)積存的運(yùn)動(dòng)掌握、機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)積存拓展至半導(dǎo)體固晶機(jī)，目前客戶(hù)包括揚(yáng)杰、富滿(mǎn)、固锝等，2023年半導(dǎo)體業(yè)務(wù)收入大幅增長(zhǎng)至2.15億元；半導(dǎo)體鍵合機(jī)：焊線(xiàn)屬于固晶后道工序，在客戶(hù)和技術(shù)上有肯定的協(xié)同。公司通過(guò)收購(gòu)開(kāi)玖拓展焊線(xiàn)設(shè)備，將進(jìn)一步翻開(kāi)公司增長(zhǎng)空間。MiniLED固晶機(jī)：MiniLED行業(yè)進(jìn)展前景好，市場(chǎng)空間寬闊，公司MiniLED光力科技：半導(dǎo)體劃片機(jī)先行者全球半導(dǎo)體劃片機(jī)市場(chǎng)主要由Disco行業(yè)國(guó)產(chǎn)化空間大。公司通過(guò)持續(xù)收購(gòu)LP、LPB、ADT等公司快速進(jìn)入了半導(dǎo)體劃片機(jī)及核心零部件空氣