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深度解讀中國半導體封裝產業現狀和展望

2022-12-31
來源:21ic

集成電路是國家的戰略性產業,是國家科技實力的體現,封測產業是其關鍵環節。在這個機遇與挑戰并存的時期,在貿易摩擦和禁運的新形勢下,通過集成創新、智能制造、協同發展、共享共贏,構建全球通力合作平臺和提高自主核心技術研發能力,加強人才培養和管理創新,做大做強,推動集成電路封測產業的高質量發展。

9月9日,2019中國半導體封裝測試技術與市場年會,本次會議以“集成創新、智能制造、協同發展、共享共贏”為主題,對先進封裝工藝技術、封裝測試技術與設備、材料的關聯等行業熱點問題進行研論。

國家科技重大專項(02)專項專家組總體組組長葉甜春在嘉賓發言環節中說道,國內封測行業發展潮氣蓬勃、日新月異,是集成電路產業中發展最快、成效最顯著的產業。過去十年的黃金時期里,中國封測從追趕到進入世界先進行業,在討論中國集成電路卡脖子問題時,大家對封測產業最有信心。并希望在封測領域占領制高點,打出一些反制手段。新的一輪規劃中,在2035年一定要解決卡脖子問題。封測產業必須從高速向高質量發展,突出創新。

中國半導體封裝產業現狀和展望

會本屆輪值理事長劉岱發表了題為《中國半導體封裝產業現狀和展望》的演講。對中國封測行業的成就做了歸納和總結,看清背后難點并提出建議。

先看整體的世界半導體行情,根據美國半導體產業協會(SIA)發布的數據,2018年全球半導體銷售額為4688億美元,再次創下年度新高。全球半導體市場在2018年增長約13.7%,與2017年增長21.6%相比,2018年全球半導體行業增速有所變緩。

在封測產業方面,據中國半導體行業協會統計,2018年世界集成電路封測業銷售收入為540.6億美元,同比增長4.5%。

視野回到國內,據中國半導體行業協會封裝分會統計數據,2018年國內IC封裝測試業增長變緩,封裝測試業銷售收入由2017年的1816.6億元增長至1965.6億元,同比增長8.2%。

IC封測業、IC設計業、IC制造業三業的比例更趨合理化,在2018年的數據中,封裝測試業的占比約為33.6%。按照世界集成電路產業三業結構合理占比(設計:晶圓:封測)的3:4:3的說法來看,可見中國集成電路產業結構更趨優化。

此外,劉岱表示,到2018年底,國內有一定規模的IC封裝測試企業有99家,同比略有增長。年生產能力增速明顯,達到25%。

從地區角度來看,國內封裝測試企業從集中于長三角、珠三角和京津環渤海灣地區的傳統格局,已經擴展到中西部地區,形成四足鼎立之勢。中西部地區,特別是西安、武漢、成都、重慶等地,紛紛將IC產業作為戰略重點給予發展。封裝產業已經得到長足發展,2018年,其封測企業分布占比已達14.1%。

上圖是2018年國內IC封測排行十強榜單,統計顯示,進入前10的企業與2017年相比有部分變化,全訊射頻科技(無錫)有限公司為首次納入本排名,并獲得排名第七;另外,瑞薩半導體(北京、蘇州)有限公司也由前一年的十二名躍進前十。

此外,前十家封測企業在2018年的銷售收入合計為970.6億元,占當年IC封裝測試業總銷售收入1965.6億元的49.4%,較2017年的47.9%,上升了1.5個百分點,可見集中度更高了。

從一些公司的技術層面來看,他們的先進封測關鍵技術不斷突破:

長電科技:應用于5G通訊的高密度系統級(SiP)封測技術方面取得進步,包含了屏蔽技術信號傳輸技術。導熱技術以及混合封裝技術,可滿足5G市場高速率傳輸的需求;新一代屏下指紋超薄封裝技術方面也有長足進展。滿足未來手機在超薄設計的需求,并能大大改善傳輸的效率和準確率,有益于未來超薄手機的安防與保密設計。

通富微電:成功開發12英寸觸控與顯示整合芯片(TDD)用金凸塊工藝技術;開發國產CPU封測技術,重點開發了大尺寸芯片Bumping的結構、材料的設計與選型;CPU bumping圓片的CP測試技術;FCBGA倒裝封裝結構手機;全面保護性扇出型封裝架構。

華天科技股份有限公司:毫米波雷達芯片封裝取得重大進展,毫米波雷達芯片硅基扇出型封裝研制成功;存儲封裝,3D NAND&LPDDR Memory BGA導入量產,建立了0.13超薄基板Memory封裝測試,3D NAND&LPDDR Memory產品從無到有;MEMS封裝,硅麥克風三層堆疊工藝技術成功導入量產。

中科芯集成電路有限公司:成功開發12nm 晶圓級芯片尺寸封裝的量產技術,覆蓋扇入/扇等高密度集成需要;成功開發晶圓級有鉛/無鉛圓片級凸點制備技術;研制成功高可靠基本型塑封技術。

隨后劉岱提到了中國產業發展的機遇,如下:

(1)政策機遇

《國家集成電路產業發展推進綱要》、《中國制造2025》的發布,引來了良好的政策支持,中央和地方的集成電路產業基金陸續成立,國內集成電路產業迎來新的發展高潮。

國家重大科技專項(02專項)的不斷實施,國內先進封裝技術和工藝研發水平持續提高。

(2)封裝技術發展趨勢帶來的機遇

摩爾定律發展至今已遇到瓶頸,芯片特征尺寸已接近屋里極限,先進封裝技術成為摩爾定律的必然選擇,承前啟后的“封裝中道”的崛起和先進封裝技術的快速發展,讓封裝企業迎來良機。

(3)市場機遇——進口替代

國內市場自我供給不足的情況還未根本改變,目前國內集成電路市場自給率不足20%;國內市場所需的高端集成電路產品,如存儲器等核心產品基本依賴進口。

2018年度中國集成電路進口量為7億快,同比增長10.85,所用約為3120.6億美元,同比增長19.8%。但從2019年1-6月開始,進口電路采購量同同比下降3%。

(4)下一個時代 5G+AI

推動5G通信、大數據、云計算、物聯網、汽車電子、醫療、工業自動化、智慧城市等領域的革命性變化,將進一步驅動半導體新興市場的增長。

高性能計算機、高頻高速、高可靠低延遲、微系統集成等需求推動了AiP、FC、2.5D/3D、TSV和SiP、Fan-out扇出型封裝等先進封裝技術的應用。

背后也存在諸多挑戰,如下:

(1)先進封裝技術差距需要進一步縮?。合到y的高度集成,將不同工藝和功能的芯片,利用異構集成等方式全部封裝在一起,提供完整系統封裝和系統模組整合能力,縮小體積和重量,是國內封測企業需要努力的方向。

(2)產業鏈的完善與加強助推封測產業自主可控的實現:先進封裝工藝技術對設備、材料具有很大依賴性。目前先進制程中所需要的光刻膠、電鍍液、粉末樹脂等 材料和光刻機等設備均為進口,隨著摩擦程度的加深,受制于人的風險加大。

(3)人才的引進和培養是封裝企業做大做強的根本 :武漢、合肥、廈門、南京、成都等均在大力推進集成電路產業發展,人才供給面臨緊缺,尤其是高端人才。人才不足將是企業成長為世界一流企業的嚴重障礙。

(4)發展的潛力取決于先進封裝平臺的布局:目前,傳統封裝與先進封裝的市場占比約各50%。傳統封裝市場增長趨緩,而3D IC堆疊和Fan-out扇出封裝是發展最快的先進封裝平臺,布局先進封裝平臺和技術的企業才有發展的潛力。

(5)供應鏈的延伸導致封測產業的競爭加?。阂恍┌雽w供應鏈廠商已成功涉足新的商業領域,顯著影響IC制造鏈,谷歌、微軟、Facebook和阿里巴巴這些軟件公司正在設計自己的處理器。

晶圓級封裝為主要封裝趨勢,晶圓代工廠涉足先進封裝業務,帶來的影響極其顯著。

臺積電在扇出和3D先進封裝平臺方面處于領先地位,可提供成熟的InFO(及其變種)、CoWoS、WoW等各類產品,預計2019年其先進封裝業務營收可達30億美元。

關于中國IC封測產業發展之路,劉岱認為,IC封測產業與世界一流水平仍存在較大的差距,在中美貿易摩擦的背景下,自主可控困難重重。

但中國封測有地位,也有差距。比如排在世界封裝測試業前10名的企業中,中國臺灣占5席,市場占有率為42.1%;中國大陸占3席,市場占有率僅為20.6%。在前30家企業中,外資和臺資在數量和規模以及技術上都強于內資企業。

此外,兼并重組趨勢回落,產業規模做大需另尋他路。

2014年以來中國半導體出現并購熱潮,企業通過并購重組的方式規模不斷擴大。然而,經過四年的并購狂潮后,半導體行業的并購呈現回落趨勢??刹①彽哪繕怂o幾,已并購的需要進行調整和消化。

貿易摩擦和禁運事件也增加了一些不確定性,和隱隱的機遇。

劉岱表示中國產業發展必須協同創新,繼續大力加強創新能力建設,企業加大科技創新投入力度。企業創新的主體是人才,要形成有利于人才成長的培養機制和人盡其才的使用機制。還要加強產業鏈協同,上下游聯動搞創新,增加創新的效果和效率。

對此,劉岱提出了一些發展策略:

集成電路是國家的戰略性產業,是國家科技實力的體現,封測產業是其關鍵環節。在這個機遇與挑戰并存的時期,在貿易摩擦和禁運的新形勢下,通過集成創新、智能制造、協同發展、共享共贏,構建全球通力合作平臺和提高自主核心技術研發能力,加強人才培養和管理創新,做大做強,推動集成電路封測產業的高質量發展。

在華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司總經理曹立強發表了題為《中國集成電路制造技術與產業創新發展戰略思考》的演講中(替葉甜春演講)也對中國集成電路產業做了總結和寄語,作為本文的結尾非常合適。

他認為:1,當前形勢下,最需要的是戰略定理。要敢于堅持得到實踐證明的有效做法,并加以改進完善。千萬不能另起爐灶,重犯當年運動式、間歇式攻關的錯誤。這方面無論是政府還是企業都不能短視,不可僥幸,需要視野、格局、勇氣和擔當。

2,不能孤立、被動的應對“短板”問題,必須要有系統性的策劃,靠整體能力的提升,靠局部優勢的建立,形成競爭制霸。才能解決問題。

3,自主創新不是“自己創新”,開放合作必須堅持。關鍵是如何發揮中國市場潛力,開拓新的空間,掌握核心技術,在全球產業分工中從價值鏈低端走向高端。

4,在集成電路產業發展中,產業鏈、創新鏈、金融鏈“三鏈融合”是必由之路,中國需要更專業的投融資平臺和更寬松的信貸政策扶持。



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