系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測

系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測產(chǎn)業(yè)布局我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)下游發(fā)展迅速，消費(fèi)電子、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)也給我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來了大量的消費(fèi)需求。目前，我國已成為全球第一大消費(fèi)電子生產(chǎn)國和消費(fèi)國。在未來的幾年中，我國有望承接全球半導(dǎo)體產(chǎn)能的第三次轉(zhuǎn)移。在集成電路封測業(yè)，我國已經(jīng)形成長江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)、中西部地區(qū)等行業(yè)集聚區(qū)。其中，長江三角洲地區(qū)集聚效應(yīng)明顯，是我國集成電路封測業(yè)乃至集成電路產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，不但擁有長電科技、通富微電、晶方科技、華天科技（昆山）等龍頭企業(yè)，還吸引了日月光、矽品等企業(yè)投資建廠，匯聚了我國集成電路封測業(yè)約55%的產(chǎn)能。珠江三角洲地區(qū)集成電路封測企業(yè)則以中小規(guī)模企業(yè)為主，擁有華潤賽美科、佰維存儲、賽意法等企業(yè)，約占我國集成電路封測業(yè)產(chǎn)能的14%。中西部地區(qū)近年來憑借生產(chǎn)成本優(yōu)勢、制造業(yè)和上游配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展拉動，成為我國集成電路封測業(yè)的新增長極，擁有我國集成電路封測業(yè)約14%的產(chǎn)能。環(huán)渤海地區(qū)占有全國約13%的產(chǎn)能，擁有威訊聯(lián)合、瑞薩封測廠、英特爾大連工廠等相關(guān)企業(yè)。由于2011年以來我國集成電路設(shè)計業(yè)與制造業(yè)的快速發(fā)展，我國集成電路設(shè)計業(yè)與制造業(yè)銷售額在集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售額的占比逐年上升，而我國集成電路封測業(yè)銷售額在集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售額的占比逐年下降，且該占比以每年約2%的速度降低。2020年，我國集成電路封測業(yè)銷售額在集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售額的占比約為28．36%。先進(jìn)封裝延續(xù)摩爾定律，龍頭廠商加快布局封裝技術(shù)正不斷從傳統(tǒng)向先進(jìn)封裝演進(jìn)。全球集成電路封裝技術(shù)目前共經(jīng)歷五個發(fā)展階段。結(jié)合行業(yè)內(nèi)按照封裝工藝分類的慣例，封裝分為傳統(tǒng)封裝（第一階段和第二階段）及先進(jìn)封裝（第三至第五階段）。根據(jù)技術(shù)路徑與指標(biāo)差異，先進(jìn)封裝可細(xì)分為中端先進(jìn)封裝（第三階段中大部分）與高端先進(jìn)封裝（第三階段中少部分以及第四至第五階段）。傳統(tǒng)封裝與先進(jìn)封裝的主要區(qū)別包括鍵合方式由傳統(tǒng)的引線鍵合發(fā)展為球狀凸點焊接，封裝元件概念演變?yōu)榉庋b系統(tǒng)，封裝對象由單芯片向多芯片發(fā)展，由平面封裝向立體封裝發(fā)展。先進(jìn)封裝技術(shù)提升芯片整體性能成為集成電路行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。2015年后，集成電路制程發(fā)展進(jìn)入瓶頸期，7nm、5nm、3nm制程的量產(chǎn)進(jìn)度均落后于預(yù)期。隨著臺積電宣布2nm制程工藝實現(xiàn)突破，集成電路制程工藝已接近物理尺寸的極限，進(jìn)一步突破難度較大，受成本大幅增長和技術(shù)壁壘等影響改進(jìn)速度放緩。據(jù)ICInsights統(tǒng)計，28nm制程節(jié)點的芯片開發(fā)成本為5，130萬美元，16nm節(jié)點的開發(fā)成本為1億美元，7nm節(jié)點的開發(fā)成本需要2．97億美元，5nm節(jié)點開發(fā)成本上升至5．4億美元。先進(jìn)封裝市場增長顯著，為全球封測市場貢獻(xiàn)主要增量。隨著電子產(chǎn)品進(jìn)一步朝向小型化與多功能發(fā)展，芯片尺寸越來越小，芯片種類越來越多，其中輸出入腳數(shù)大幅增加，使得3D封裝、扇形封裝（FOWLP/PLP）、微間距焊線技術(shù)以及系統(tǒng)封裝（SiP）等技術(shù)的發(fā)展成為延續(xù)摩爾定律的最佳選擇之一，先進(jìn)封裝技術(shù)在整個封裝市場的占比正在逐步提升。據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年先進(jìn)封裝全球市場規(guī)模為304億美元，占比為45%；預(yù)計2026年市場規(guī)模增至475億美元，占比達(dá)50%，2020-2026ECAGR約為7．7%，優(yōu)于整體封裝市場和傳統(tǒng)封裝市場成長性。半導(dǎo)體廠商擴(kuò)大資本支出，強(qiáng)力布局先進(jìn)封裝。據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021年半導(dǎo)體廠商在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的資本支出約為119億美元，英特爾、臺積電、日月光、三星等分別投入35、30、20、15億美元。未來，隨著HPC、汽車電子、5G等領(lǐng)域的先進(jìn)封裝需求增加，將帶動先進(jìn)封測需求，提前布局廠商有望率先受益。中國大陸封測市場目前主要以傳統(tǒng)封裝業(yè)務(wù)為主，隨著國內(nèi)領(lǐng)先廠商不斷通過海內(nèi)外并購及研發(fā)投入，先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)快速發(fā)展。經(jīng)過多年的技術(shù)創(chuàng)新和市場積累，內(nèi)資企業(yè)產(chǎn)品已由DIP、SOP、SOT、QFP等產(chǎn)品向QFN/DFN、BGA、CSP、FC、TSV、LGA、WLP等技術(shù)更先進(jìn)的產(chǎn)品發(fā)展，并且在WLCSP、FC、BGA和TSV等技術(shù)上取得較為明顯的突破，產(chǎn)量與規(guī)模不斷提升，逐步縮小與外資廠商之間的技術(shù)差距，極大地帶動我國封裝測試行業(yè)的發(fā)展。據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測，2020年中國大陸先進(jìn)封裝市場規(guī)模達(dá)到351．3億元，2025年將增長至1，136．6億元，2020-2025ECAGR為26．47%。據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，中國先進(jìn)封裝產(chǎn)值占全球比重有望進(jìn)一步提高，預(yù)計2022年將達(dá)到16．6%。下游新興應(yīng)用蓬勃發(fā)展，注入長期成長動力未來新興下游應(yīng)用需求發(fā)展帶動封測技術(shù)升級及規(guī)模增長。在大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的加持下，全球電子信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)入裂變式發(fā)展階段，5G通訊終端、高性能計算（HPC）、智能汽車、數(shù)據(jù)中心等新興應(yīng)用正在加速半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的變革與發(fā)展，對封測工藝及產(chǎn)品性能提出了更高的要求。隨著有更多功能、更高頻率、更低功耗芯片需求的下游產(chǎn)業(yè)回暖，封測行業(yè)將迎來新一輪發(fā)展機(jī)遇。高性能計算持續(xù)增長，人工智能融合助力發(fā)展。后疫情時代，遠(yuǎn)程工作和在線學(xué)習(xí)模式成為常態(tài)，全球網(wǎng)絡(luò)生成和通信的實時數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，對更高計算能力和更少延遲的需求大幅增加。更多的行業(yè)將需要芯片互聯(lián)架構(gòu)與高速網(wǎng)絡(luò)，通過高速處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行復(fù)雜計算來解決性能密集型問題，HPC市場將持續(xù)擴(kuò)張。據(jù)TrendForce預(yù)測，2021年-2027E全球HPC市場規(guī)模將從368億美元增長至568億美元，CAGR為7．5%。同時，預(yù)計到2025年，將有超過85%的企業(yè)采用云優(yōu)先原則，超過95%的新數(shù)字工作負(fù)載將部署在云本地平臺上。據(jù)Wind數(shù)據(jù)顯示，2021-2023E，全球云計算市場規(guī)模預(yù)計從4，126億美元漲至5，918億美元，CAGR為19．76%。存儲芯片應(yīng)用廣泛，市場規(guī)模持續(xù)增長。存儲芯片在全球集成電路市場銷售額中占比最高，2021年占比為30．9%。據(jù)WSTS預(yù)測，2023年全球存儲芯片市場規(guī)模將達(dá)到1，675億美元，2019-2023ECAGR為12．0%。目前，我國存儲器國產(chǎn)化率較低，急需發(fā)展自主可控的存儲器產(chǎn)業(yè)鏈，存儲器國產(chǎn)化市場空間巨大。據(jù)WSTS預(yù)測，2023年國內(nèi)存儲芯片市場規(guī)模將達(dá)到6，492億元，2019-2023ECAGR為5．6%。汽車電子化帶動功率IC、控制芯片、傳感器和電源管理芯片的需求增長。純電動車電子器件成本占比高達(dá)65%，遠(yuǎn)高于燃油車的15%，受益于新能源汽車的蓬勃發(fā)展，預(yù)計汽車電子封裝市場規(guī)模2024年將達(dá)到90億美元，年復(fù)合增長率為10%。功率IC是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電力輸配、新能源及變頻家電等領(lǐng)域。據(jù)Omida預(yù)測，隨著全球雙碳經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，將帶來更多綠色能源發(fā)電、綠色汽車、充電樁、儲能等需求，預(yù)計2022年我國功率IC市場規(guī)模為191億美元，同比增長4．4%。全球集成電路封測產(chǎn)業(yè)狀況在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、人力資源成本優(yōu)勢、稅收優(yōu)惠等因素促進(jìn)下，全球集成電路封測廠逐漸向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，目前亞太地區(qū)占全球集成電路封測市場80%以上的份額。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球集成電路封測市場長期保持平穩(wěn)增長，從2011年的455億美元增至2020年的594億美元，年均復(fù)合增長率為3．01%。Chiplet市場前景廣闊Chiplet方案在架構(gòu)設(shè)計上彈性高，有望成為HPC和IoT領(lǐng)域的優(yōu)先解決方案。1）大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)加持下，高性能計算、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動駕駛等新興應(yīng)用加速高算力異構(gòu)集成芯片需求增長。Chiplet系統(tǒng)作為超級異構(gòu)系統(tǒng)，先進(jìn)的集成技術(shù)在3D空間的擴(kuò)展可以極大提高芯片規(guī)模，如新世代服務(wù)器CPU采用的高內(nèi)核數(shù)架構(gòu)，極大提升處理器極限性能。據(jù)Omdia預(yù)計，2024年計算領(lǐng)域?qū)⒊蔀镃hiplet的主要應(yīng)用市場，收入占比達(dá)到92%。2）Chiplet可提供一種IoT芯片的組裝化思路，在架構(gòu)設(shè)計中更合理權(quán)衡功能和工藝，定制化組合產(chǎn)品有望解決IoT行業(yè)終端應(yīng)用場景和技術(shù)需求碎片化的痛點。全球Chiplet市場增長勢頭強(qiáng)勁。根據(jù)Omdia測算，全球基于Chiplet方案的半導(dǎo)體器件市場規(guī)模將從2018年6．45億美元攀升至2024年58億美元，CAGR為44．20%。長期看，隨著各垂直領(lǐng)域智能化趨勢持續(xù)滲透，圖形處理、安全引擎、人工智能（AI）整合、低功耗物聯(lián)網(wǎng)控制器等各種異構(gòu)應(yīng)用處理器需求提升，2035年全球市場規(guī)模將進(jìn)一步成長至570億美元，2018-2035年CAGR為30．16%。目前支持Chiplet的先進(jìn)封裝方案按物理結(jié)構(gòu)和電氣連接方式主要可分為MCM（2D）、2．5D、3D封裝等類型，其中2．5D/3D是當(dāng)前先進(jìn)封裝的布局主線。MCM（MultiChipModule）是常見的2D集成應(yīng)用，是將多個裸芯片高密度水平安裝在同一多層基板上構(gòu)成一個完整的部件。3D封裝則將各芯片進(jìn)行堆疊，在芯片制作電晶體（CMOS）結(jié)構(gòu)，直接在芯片上打孔和布線電氣連接上下層芯片，封裝密度可得到大幅提升，但是技術(shù)門檻較高。2．5D封裝則將多個芯片并列排在帶有垂直互連通孔（TSV）、高密度金屬布線（RDL）、微凸點（Bumps）的中介層上，實現(xiàn)裸片和基板之間的連接，相比2D封裝基于硅中介層的封裝技術(shù)提供更高的I/O密度和更低的傳輸延遲和功耗，同時優(yōu)化3D封裝芯片內(nèi)TSV的高溫和鉆孔難度問題，具備較高性價比優(yōu)勢。Chiplet方案對封裝工藝提出更高要求，將持續(xù)推動先進(jìn)封裝技術(shù)整合。Chiplet與SiP相似，都是進(jìn)行不同元件間的整合與封裝，而Chiplet的各裸芯片之間是彼此獨(dú)立的，整合層次更高。Chiplet方案需要減少die-to-die互連時延同時保證信號傳輸質(zhì)量，要求實現(xiàn)更高的芯片布線密度，進(jìn)一步催化先進(jìn)封裝向高集成、高I/O密度的路線發(fā)展。目前主流集成電路封裝按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為倒裝封裝（FlipChip）和晶圓級封裝（WLCSP），實現(xiàn)封裝互連密度提升主要有兩種路徑，即主流的倒裝封裝需要進(jìn)一步優(yōu)化鍵合與組裝工藝，縮小凸點間距；或者進(jìn)行多芯片系統(tǒng)級封裝時采用晶圓級Fan-in和Fan-out結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)不同工藝的融合創(chuàng)新。國際IDM、Fab、OSAT巨頭持續(xù)加強(qiáng)相關(guān)研發(fā)投資力度與產(chǎn)能布建，推出融合多種先進(jìn)封裝技術(shù)的系統(tǒng)級方案。目前全球先進(jìn)封裝Intel、TSMC、Samsung等國際巨頭多家公司均創(chuàng)建起獨(dú)立的Chiplet生態(tài)系統(tǒng)，其中Intel和臺積電已突破超高布線密度的3D混合鍵合技術(shù)，在Chiplet先進(jìn)封裝市場處于領(lǐng)先地位。1）臺積電先進(jìn)封裝布局具有市場前瞻性，推出的3DFabric平臺，搭載前端3DSiliconStacking（SoIC）和后端CoWoS系列、InFO等先進(jìn)封裝技術(shù)，目前已形成相對成熟的各層級2．5D/3D封裝解決方案，以滿足高性能計算、移動運(yùn)算、汽車電子、消費(fèi)電子等多樣化市場需求。2）Intel于2019年推出的Co-EMIB方案，融合2DEMIB封裝和Foveros3D封裝技術(shù)，利用高密度的互連技術(shù)，讓芯片在水平和垂直方向上同時獲得延展，實現(xiàn)高帶寬、低功耗和相當(dāng)有競爭力的I/O密度。Intel憑借混合鍵合技術(shù)（HybridBonding），芯片接口凸點密度未來有望縮減到10μm，凸點數(shù)量達(dá)到每平方毫米10000個。目前國內(nèi)在先進(jìn)制程技術(shù)上與國際廠商仍存在明顯差距，Chiplet方案為國內(nèi)芯片制造業(yè)提供彎道超車機(jī)會。國內(nèi)芯片廠商可以通過采用Chiplet方案來彌補(bǔ)國內(nèi)先進(jìn)制程產(chǎn)業(yè)鏈落后的劣勢，一定程度上通過先進(jìn)封裝來提升芯片性能。國內(nèi)領(lǐng)先封測企業(yè)順應(yīng)趨勢，在支持Chiplet方案的先進(jìn)封裝布局已初顯成果。長電科技2023年1月宣布，公司XDFOIChiplet高密度多維異構(gòu)集成系列工藝已按計劃進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)階段，基于利用有機(jī)重布線堆疊中介層涵蓋2D、2．5