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我國集成電路封測行業現狀與市場競爭分析:在全球擁有較強競爭力

集成電路封測包含封裝和測試兩個環節。其中封裝是將通過測試的晶圓加工得到獨立芯片的過程,使電路芯片免受周圍環境的影響,起著保護芯片、增強導熱(散熱)性能、實現電氣和物理連接、功率分配、信號分配,以溝通芯片內部與外部電路的作用,它是集成電路和系統級板如印制板(PCB)互連實現電子產品功能的橋梁,主要有電氣特性的保持、芯片保護、應力緩和及尺寸調整配合四大功能。測試主要是對芯片產品的性能和功能進行測試,并挑選出功能、性能不符合要求的產品,主要有直流參數測試、交流參數測試 、功能項目測試、混合信號模塊測試、模擬模塊測試 、射頻模塊測試、

集成電路封裝實現的四大功能

集成電路封裝的功能 描述
芯片電氣特性保持功能 通過封裝技術的進步,滿足不斷發展的高性能、小型化、高頻化等方面的要求,確保芯片的功能性
芯片保護功能 保護芯片表面以及連接引線等,使其在電氣或物理方面免受外力損害及外部環境的影響。
應力緩和功能 受外部環境影響或芯片自身發熱都會產生應力,封裝可以緩解應力,防止芯片發生損壞失效,保證可靠性。
尺寸調整配合功能 由芯片的微細引線間距調整到實裝基板的尺寸間距調整,從而便于實裝操作。

資料來源:甬矽電子招股說明書,觀研天下整理

集成電路測試的主要內容

測試項目 測試內容
直流參數測試 直流參數主要測試芯片的電壓、電流的規格指標,常見直流參數測試項目有靜態電流、動態電流、端口驅動能力等。
交流參數測試 交流參數測試目的是確保芯片的所有時序符合規格,常見交流參數測試項目有上升時間、下降時間、端到端延時等。
功能項目測試 芯片功能項目測試主要是驗證芯片的邏輯功能是否正常,常見芯片功能測試項目有 ATPG、SCAN、BIST 等。
混合信號模塊測試 測試芯片的音視頻信號相關的數字轉模擬模塊、模擬轉數字模塊的性能指標,常見混合信號測試項目有信噪比、諧波失真率、噪聲系數等。
模擬模塊測試 測試芯片的模擬信號的性能指標,常見模擬模塊測試項目有閥值電壓、關斷漏電流、導通電阻值等。
射頻模塊測試 測試芯片的射頻信號是否符合芯片的設計規格,常見的射頻模塊測試項目有噪聲系數、隔離度、接收靈敏度等。

資料來源:利揚芯片招股說明書,觀研天下整理

集成電路封測是集成電路產品制造的后道工序。據了解,集成電路是半導體產業的核心,又稱 IC、芯片,是將晶體管、電阻、電容等電子元器件全部集 成在微型基板上并形成電路互聯,成為能執行特定電路或系統功能的一種微型結構,是半導體中的一種。由于集成電路在消費電子、高端制造、網絡通訊、家用電器、物聯網等諸多領域得到廣泛應用,因此已成為了衡量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要標志之一。

根據觀研報告網發布的《中國集成電路封測行業發展趨勢分析與未來投資預測報告(2022-2029年)》顯示,近年來隨著集成電路的結構越發復雜,產業結構趨向高度專業化,分工模式進一步 細化,因而從產業鏈的上游到下游依次形成了集成電路的設計、晶圓制造以及封裝測試三個子產業群。

近年來隨著集成電路的結構越發復雜,產業結構趨向高度專業化,分工模式進一步 細化,因而從產業鏈的上游到下游依次形成了集成電路的設計、晶圓制造以及封裝測試三個子產業群。

資料來源:觀研天下整理

我國集成電路行業發展相對較晚,于 1965 年研制出第一塊硅基數字集成電路,并且直到 20 世紀 90 年代才真正形成芯片設計、晶圓制造和封裝測試的完整產業鏈,進入重點建設期。

尤其是自全球集成電路行業開始第三次產業轉移(即向中國大陸轉移)以來,我國憑借其巨大的消費電子市場、龐大的電子制造業基礎以及勞動力成本優勢,吸引了全球集成電路公司在國內投資。目前我國已成為全球最大的集成電路終端產品消費市場和制造基地。

數據顯示,2021年中國集成電路產業銷售額為10458.3億元,同比增長18.2%。其中,設計業銷售額為4519億元,同比增長19.6%;制造業銷售額為3176.3億元,同比增長24.1%;封裝測試業銷售額2763億元,同比增長10.1%。預計2022年我國集成電路銷售額將達11386億元。

數據顯示,2021年中國集成電路產業銷售額為10458.3億元,同比增長18.2%。其中,設計業銷售額為4519億元,同比增長19.6%;制造業銷售額為3176.3億元,同比增長24.1%;封裝測試業銷售額2763億元,同比增長10.1%。預計2022年我國集成電路銷售額將達11386億元。

數據來源:CSIA,觀研天下整理

制造方面,近年來受益于集成電路產業加速向中國大陸轉移,集成電路進口替代也將加快步伐。根據國家統計局的數據, 2021 年我國集成電路總生產量從 2011 年的 761.80 億塊增長至的 3,594.30 億塊,年復合增長率為 16.78%;2022年1-2月我國集成電路產量達573.3億塊。而作為對照,2021年國內集成電路進口金額從 2011 年的 1,701.99 億美元增長4,325.54 億美元,年復合增長率為 4.42%??梢娊陙砦覈呻娐飞a速度快于集成電路進口增長速度,表明我國集成電路行業國產替代速度加快,集成電路生產量不斷提高,已部分實現國產替代。

制造方面,近年來受益于集成電路產業加速向中國大陸轉移,集成電路進口替代也將加快步伐。根據國家統計局的數據, 2021 年我國集成電路總生產量從 2011 年的 761.80 億塊增長至的 3,594.30 億塊,年復合增長率為 16.78%;2022年1-2月我國集成電路產量達573.3億塊。而作為對照,2021年國內集成電路進口金額從 2011 年的 1,701.99 億美元增長4,325.54 億美元,年復合增長率為 4.42%??梢娊陙砦覈呻娐飞a速度快于集成電路進口增長速度,表明我國集成電路行業國產替代速度加快,集成電路生產量不斷提高,已部分實現國產替代。

數據來源:國家統計局,觀研天下整理

將充分受益于全球晶圓產能轉移帶來的封測市場需求傳導。受益集成電路產業加速向大陸轉移的趨勢,全球晶圓制造產能也不斷向中國大陸轉移,諸如臺積電、 中芯國際、長江存儲等企業在中國大陸大力投資建廠。有相關數據顯示,2020年我國大陸地區晶圓產能已從 2011 年的 9%提升至22.8%,成為全球第一大晶圓生產國。預計2025年,我國大陸地區晶圓產能占全球的比例將進一步提高。而集成電路封測業作為晶圓制造產業鏈的下游環節,將充分受益于全球晶圓產能轉移帶來的封測市場需求傳導。

數據顯示,2015-2020年,我國集成電路封裝測試行業市場規模呈現逐年增長態勢。2017年我國封裝測試行業銷售收入增長率達到20.77%,為5年來的最高水平,隨后因部分集成電路封測企業開始轉型到技術含量更高的集成電路設計和制造領域導致集成電路封測行業的市場規模增長率開始下降。2020年我國集成電路封測業市場規模為2510億元,較2019年同比增長6.8%。2021年封裝測試業銷售額2763億元,同比增長10.1%。

數據顯示,2015-2020年,我國集成電路封裝測試行業市場規模呈現逐年增長態勢。2017年我國封裝測試行業銷售收入增長率達到20.77%,為5年來的最高水平,隨后因部分集成電路封測企業開始轉型到技術含量更高的集成電路設計和制造領域導致集成電路封測行業的市場規模增長率開始下降。2020年我國集成電路封測業市場規模為2510億元,較2019年同比增長6.8%。2021年封裝測試業銷售額2763億元,同比增長10.1%。

數據來源:觀研天下整理

先進封裝成封測行業成長驅動力。在集成電路制程方面,“摩爾定律”認為集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔 18-24 個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。長期以來,“摩爾定律”一直引領著集成電路制程技術的發展與進步,自 1987 年的 1um 制程至 2015 年的 14nm 制程,集成電路制程迭代一直符合“摩爾定律”的規律。但 2015 年以后,集成電路制程的發展進入了瓶頸,7nm、5nm、3nm 制程的量產進度均落后于預期。隨著臺積電宣布 2nm 制程工藝實現突破,集成電路制程工藝已接近物理尺寸的極限,行業進入了“后摩爾時代”。而“后摩爾時代”制程技術突破難度較大,工藝制程受成本大幅增長和技術壁壘等因素上升改進速度放緩。

與此同時,隨著 5G 通信技術、物聯網、大數據、人工智能、視覺識別、自動駕駛等下游應用場景的快速興起,應用市場對芯片功能多樣化的需求程度越來越高。在芯片制程技術進入“后摩爾時代”后,先進封裝技術能在不單純依靠芯片制程工藝實現突破的情況下,通過晶圓級封裝和系統級封裝,提高產品集成度功能多樣化,滿足終端應用對芯片輕薄、低功耗、高性能的需求,同時大幅降低芯片成本。因此,先進封裝在高端邏輯芯片、存儲器、射頻芯片、圖像處理芯片、觸控芯片等領域均得到了廣泛應用。

以系統級封裝為例,目前系統級封裝最大的下游應用市場是以智能手機為代表的移動消費電子領域,占比達到70%。而根據預測分析,未來系統級封裝增長最快的應用市場將是可穿戴設備、Wi-Fi 路由器、IoT 物聯網設施以及電信基礎設施。尤其隨著 5G 通訊的推廣和普及,5G 基站對倒裝球柵陣列(FC-BGA)系統級封裝芯片的需求將大幅上升。

以系統級封裝為例,目前系統級封裝最大的下游應用市場是以智能手機為代表的移動消費電子領域,占比達到70%。而根據預測分析,未來系統級封裝增長最快的應用市場將是可穿戴設備、Wi-Fi 路由器、IoT 物聯網設施以及電信基礎設施。尤其隨著 5G 通訊的推廣和普及,5G 基站對倒裝球柵陣列(FC-BGA)系統級封裝芯片的需求將大幅上升。

數據來源:Yole,觀研天下整理

自2015年以來,國內廠商通過兼并收購,快速積累先進封裝技術,目前封測廠商技術平臺基本做到與海外同步,大陸先進封裝產值占全球比例也在逐漸提升。數據顯示,2020年中國大陸先進封裝產值占全球比例從 2015 年的10.3%提升至 14.8%。而作為全球最大的半導體消費國,在“下游需求高景氣度+集成電路高端領域國產替代加速”的雙輪驅動下,我國先進封裝產值占全球比重有望進一步提高。

自2015年以來,國內廠商通過兼并收購,快速積累先進封裝技術,目前封測廠商技術平臺基本做到與海外同步,大陸先進封裝產值占全球比例也在逐漸提升。數據顯示,2020年中國大陸先進封裝產值占全球比例從 2015 年的10.3%提升至 14.8%。而作為全球最大的半導體消費國,在“下游需求高景氣度+集成電路高端領域國產替代加速”的雙輪驅動下,我國先進封裝產值占全球比重有望進一步提高。

數據來源:Yole,觀研天下整理

目前封裝測試業是我國集成電路行業中發展最為成熟的細分行業,在世界上擁有較強競爭力。有相關資料顯示,2016-2020年期間,中國大陸封測市場的年復合增長率為 12.54%,遠高于全球封測市場 3.89%的增長速度。

目前全球封裝測試行業已形成了中國臺灣、中國大陸、美國三足鼎立的局面。2019 年我國封裝測試企業在全球市場中的占有率高達 64.00%,其中中國臺灣企業占 43.90%,中國大陸企業占 20.10%,均高于美國的 14.60%。

目前全球封裝測試行業已形成了中國臺灣、中國大陸、美國三足鼎立的局面。2019 年我國封裝測試企業在全球市場中的占有率高達 64.00%,其中中國臺灣企業占 43.90%,中國大陸企業占 20.10%,均高于美國的 14.60%。

數據來源:觀研天下整理

另外在2021 年全球營收前十大封測廠商排名中,有八家企業是屬于中國企業,分別是日月光、長電科技、力成、通富微電、華天科技、京元電子、南茂 、顧邦。其中有三家企業位于中國大陸,分別為長電科技、通富微電和華天科技,分別占比10.82%、5.08%、4.18%;

2021 年全球前十大封裝測試企業

排名

公司

總部

2021 年營收預估(百萬人民幣)

營收增速(%

市占率(%

1

日月光

中國臺灣

77240

20.07

27

2

安靠

美國

38606

23.59

13.5

3

江蘇長電

江蘇

30953

16.96

10.82

4

力成

中國臺灣

18916

8.2

6.61

5

通富微電

江蘇南通

14537

34.99

5.08

6

天水華天

甘肅

11967

42.77

4.18

7

智路封測

新加坡

9146

67.63

3.2

8

京元電子

中國臺灣

7788

17.18

2.72

9

南茂

中國臺灣

6321

19.69

2.21

10

顧邦

中國臺灣

6247

22.2

2.18

合計

221721

/

77.5

資料來源:TrendForce,觀研天下整理(WW

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