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全球半導體封測服務行業發展如何?

半導體封裝的分類方式多樣,按照材料分類,可以分為金屬封裝、陶瓷封裝、-金屬-陶瓷封裝和塑料封裝,其中塑料封裝占全球集成電路市場的95%以上。按照形狀分類,可以分為引腳插入型、表面貼裝型和高密度封裝。按照封裝中組合集成電路芯片的數目分類,可以分為單芯片封裝

根據2022-2026年中國集成電路封裝測試行業競爭格局及發展趨勢預測報告分析,半導體產業鏈中,Fabless模式下產業分工明確,按照設計-制造-封測的上中下游模式進行分工協作,設計公司通常完成電路、版圖設計等,晶圓代工企業負責晶圓加工,封測代工企業進行晶圓切割、芯片封裝及測試等工作。最終將芯片成品交付終端用戶,下游應用包括消費電子、汽車、通信、工業、航空航天等領域。

半導體封裝是指對通過測試的晶圓進行劃片、裝片、鍵合、塑封、電鍍,切筋成型等一系列加工工序,從而得到具有一定功能的半導體產品的過程,封測環節使得芯片能夠可靠、穩定的進行工作。封裝技術的好壞直接影響到芯片能否正常使用,衡量封裝技術先進與否的重要指標是芯片面積與封裝面積之比,比值越接近1越好。封測產業鏈中,上游主要包括封測設備和封裝材料,中游為封測廠商,下游為Fabless廠商等。

封裝開發流程方面,開始芯片設計和封裝設計開發會同步進行,以便對特性進行整體優化。封裝部門進行可行性研究,包括對封裝設計進行粗略測試,從而對便于對電氣、熱和結構進行評估分析,避免在量產階段出現問題,之后會進行封裝制造和特性及可靠性試驗。

封裝工藝過程較為復雜,先后要經過多個步驟,整個工藝流程包括來料檢查-貼膜-磨片-貼片-劃片-裝片-鍵合-塑封-去毛刺、電鍍-切筋打彎-品質檢驗-產品出貨,每個工藝步驟都不可或缺。

半導體封裝的作用主要是通過將芯片和器件密封在環氧樹脂模塑料(EMC)等封裝材料中,保護它們免受物理性和化學性損壞,核心包括機械連接、機械保護、電氣連接和散熱四項主要作用。

封裝技術的發展始終伴隨著用戶對產品需求的不變升級而迭代,從技術角度看,散熱、小型化、低成本、高可靠性、堆疊、高速信號傳輸是封裝技術發展趨勢。散熱方面采用熱傳導性能較好的材料和可有效散熱的封裝結構;小型化可以壓縮封裝體積,給其他物料如電池、攝像頭留出更多空間;由于封裝會限制芯片的速度,可支持高速電信號傳輸的封裝技術也成為了一種重要發展趨勢,從而提高傳輸速度;三維堆疊技術則能夠實現在一個封裝外殼內堆疊多個芯片。

全球集成電路封裝技術一共經歷了五個發展階段。第一階段為20世紀70年代以前,采用通孔插轉型封裝;第二階段為20世紀80年代以后,采用表面貼裝型封裝;目前全球封裝的主流技術處于以球柵陣列封裝(BGA)、芯片級封裝(CSP)為主的第三階段,并在逐步向以三維立體封裝(3D)、系統級封裝(SiP)、倒裝焊封裝(FC)、芯片上制作凸點(Bumping)、硅通孔(TSV)、扇出型(Fan-Out)、扇入型(Fan-in)為代表的第四、第五階段技術迭代升級。

半導體封裝的分類方式多樣,按照材料分類,可以分為金屬封裝、陶瓷封裝、-金屬-陶瓷封裝和塑料封裝,其中塑料封裝占全球集成電路市場的95%以上。按照形狀分類,可以分為引腳插入型、表面貼裝型和高密度封裝。按照封裝中組合集成電路芯片的數目分類,可以分為單芯片封裝和多芯片封裝。按照引腳分布形態分類,可以分為單邊引腳封裝、雙邊引腳封裝、四邊引腳封裝和底部引腳封裝。

中國作為全球最大的半導體消費市場,封測行業市場規模與全球規模保持基本同步。根據中國半導體行業協會數據,2015-2022年中國半導體封測市場規模從1384億元增長到2995億元,預計2023年將達到2807.1億元,2026年將達到3248.4億元。

圖表:2015-2026年全球半導體封測行業市場規模情況

數據來源:中國半導體行業協會,集微咨詢,五礦證券研究所

行業競爭格局方面,根據芯思想研究院數據,2022年全球委外封測(OSAT)廠商Top10合計占比77.98%,基本被中國臺灣和中國大陸廠商包攬。其中日月光占比27.11%,排名第1;安靠占比14.08%,排名第2;中國大陸廠商長電科技/通富微電/華天科技/智路封測分列第3/4/6/7名,占比分別為10.71%/6.51%/3.85%/3.48%。

圖表:2022年全球半導體封測行業主要競爭者

數據來源:集微咨詢

根據Yole數據,2021年中國大陸委外封測廠商中,長電科技占比49%,排名第1;通富微電占比20%,排名第2;華天科技占比16%,排名第3。

按區域分,全球封測市場中,中國臺灣占比44%,排名第1;中國大陸占比20%,排名第2;美國占比15%,排名第3。中國是全球封測行業重心。

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