半導體封測行業分析報告_第1頁
半導體封測行業分析報告_第2頁
半導體封測行業分析報告_第3頁
半導體封測行業分析報告_第4頁
半導體封測行業分析報告_第5頁
已閱讀5頁,還剩29頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、2014 年 07 月 06 日先進封裝高速滲透期來臨,國內封測大廠騰飛在即強“芯”系列之二/證券研究報告看好投資提示:國內專業代工封測企業迎來發展良機。封裝與測試是半導體 上重要一環,國內封測產值占到集成電路產值的 40%以上。過去幾年全球封相關研究測大廠市場份額基本保持穩定,這一競爭格局有利于國內廠商進行追趕。并且未來半導體行業將有的IDM 廠商向Fabless+代工廠商轉變,專業代工封測市場占比將持續,為專業代工封測企業提供發展機會。半導體封裝行業正處先進封裝技術不斷實現突破的第二發展階段。半導體封裝行業從技術演進歷程來看主要分為三個階段。第一階段表現為外部引腳形式的進步,實現運算能力和

2、交互能力的同步 。第二階段則是以 FC、Bum 、WLCSP、TSV 為代表的先進封裝技術不斷實現突破,根據產品需求提高運算能力或交互能力。第三階段是先進封裝技術的融合,實現 IC 功能集成度的快速 。FC+Bum技術是IC 先進制程必然選擇。當制程來到40nm 以下時,傳統的 WB 和 FC 封裝技術由于引線和錫球直徑過寬已經無法適用。 Coppillar Bum技術能把連接點直徑由 100um 降到 20-50um,因此成為 IC 先進制程必然選擇。預計 2017 年全球 Bum晶圓產量為 2300 萬片,五年年復合增長率為 37%,市場規模近 60 億。分析師基于TSV 技術的3D 封裝

3、是未來發展趨勢。當封裝面積/面積達到1:1張騄 A0230512070013時,傳統 2D 封裝已經達到極限。為了能進一步提高這一比例,3D 封裝zhang技術開始興起。基于 TSV 技術的 3D 封裝是未來發展趨勢,預計 2017 年研究支持市場規模約 90 億,五年年復合增長率為 64%。A0230114040001國內封測大廠先進封裝技術布局完成,發展潛力巨大。長電科技是國內lu規模最大,技術實力最先進的封測大廠,未來有望沖擊全球封測行業第聯系人一陣營。華天科技完成昆山、西安、天水三地高中生產布局,成本和技術優勢兼備,國內最賺錢封測大廠。晶方科技專注于先進封裝(8621)23297818

4、7340技術,是全球第二大 WLCSP CIS 產品供應商,能力遠高于業可shiy比公司。通富微電正積極謀求先進封裝技術突破,太極實業探尋與地址:市東路 99 號士合作新變化。:(8621)23297818申銀萬國投資建議:重點關注已經完成先進封裝技術布局的長電科技、華天科技、 HYPERLINK http:/w/ http:/w晶方科技;同時建議關注近期可能會有新變化的通富微電、太極實業。本公司不持有或交易 及其衍生品,在法律 情況下可能為或爭取為 提到的公司提供財務顧問服務;本公司關聯機構在法律 情況下可能持有或交易 提到的上市公司所 的 或投資標的,持有比例可能超過已 的 1%,還可能為

5、或爭取為這些公司提供投資 服務。本公司在知曉范圍內履行披露義務。客戶可通過 complian索取有關披露資料或登錄信息披露欄目查詢。客戶應全面理解 結尾處的法律 。行業研究行業研究行業及產業電子/元件目 錄1.國內專業代工封測企業迎來發展良機41.1 半導體概況41.2 封裝與測試是半導體上重要一環6封裝與測試行業競爭格局有利于國內廠商追趕7專業代工封測企業迎來發展良機92.半導體封裝技術發展歷程10半導體封裝技術演進路徑10階段一:外部引腳形式不斷優化11階段二:先進封裝技術突破13Flip-Chip 先進封裝技術發展基礎152.3.2r Bum晶圓凸點封裝技術18尺寸封裝技術202.3.3

6、 WLCSP 晶圓級2.3.4 基于TSV 技術的 3D IC 封裝242.4 階段三:系統集成度快速.28. 303.國內封裝與測試行業3.43.54.長電科技:國內封測龍頭,技術實力領先30華天科技:三地布局完成,成本技術優勢兼備31晶方科技:封測行業新秀,能力出眾33通富微電:積極謀求先進封裝技術突破34太極實業:謀求與士合作模式新變化34投資建議35圖表目錄圖 1:上重要一環4封裝與測試是半導體圖 2:半導體行業兩大商業模式 IDM 和 Fabless+代工5圖 3:全球封裝與測試市場占半導體行業的 16.5%左右6圖 4:國內封裝與測試占比一直保持在 40%以上6圖

7、 5:封測企業前十市場份額7圖 6: 2013 年前十封測企業分布情況8圖 7:全球半導體封測行業龍頭廠商市占率變化8圖 8:. 9專業代工封測占比穩步圖 9:專業代工封測占比穩步. 10圖 10: 半導體封裝技術演進歷程10圖 11: 第一階段封裝技術演進主要體現在外部引腳形狀的改變12圖 12: 半導體先進封裝技術. 13圖 13:制造環節中道工序涌現14圖 14:FC 與 Wire Bonding 連接方式比較15圖 15:FC 技術三大優勢16圖 16:FC三種連接方式16圖 17:FC PBGA 占比進一步提高17圖 18:FC FBGA 市場規模快速. 17圖 19:傳統 FCBG

8、A 與先進 Copper BumFCBGA 封裝技術比較18圖 20:Copper Bum市場規模快速(12 英寸晶圓折算)19圖 21:WLCSP 封裝技術與傳統封裝技術比較20圖 22:基于r Bum技術的 WLCSP 制作流程。、20圖 23: Scase 系列WLCSP 技術封裝流程21圖 24:WLCSP 主要應用領域22圖 25:2010-2016 年全球WLCSP 持續穩定增長23圖 26:全球 CIS 市場規模巨大實現持續增長23圖 27:未來全球 MEMS 市場將持續快速增長24圖 28:基于Wire Bonding 技術的 3D 堆疊封裝技術25圖 29:TSV 制造流程2

9、5圖 30:TSV 式 CIS 優勢明顯26圖 31:CIS 成為最早采用TSV 技術的領域26圖 32:基于TSV 技術的 2.5D 封裝方法27圖 33:基于TSV 技術的 3D 封裝方法27圖 34:2013 年 3D TSV 進入高速滲透期28圖 35:未來五年 3D TSV 封裝復合增長率為 64%28圖 36:未來半導體分工圖28圖 37:不同功能組合實現系統性功能集成29圖 38:SiP 將成未來集成電路行業演進必然趨勢29圖 39:2013 年國內上市封測企業收入比較30圖 40:2013 年長電科技全球市占率已達 3.4%30圖 41:長電科技先進封裝技術全面布局31圖 42

10、:華天科技三地布局完成31圖 43:2013 年國內上市封測企業凈利潤比較32圖 44:晶方科技是最早獲得Scase的大陸封測廠33圖 45:2013 年國內上市封測企業凈利潤率比較33圖 46:通富微電非公開增發項目募資情況34圖 47:通富微電非公開增發項目收入與. 34表 1:2013 年國內封測企業前十9表 2:封裝技術比較13表 3:國內封測企業估值情況351. 國內專業代工封測企業迎來發展良機據WSTS 統計,2013 年全球半導體行業市場規模首次超過了 3000 億,是所有電子類產品最重要的上游環節,其下游產品涉及到人們生活中的方方面面,不論是日常辦公用的計算機、平板電腦等消費電

11、子,還是生活中用到的各種家用電器,以及出行用到的各類交通工具都離不開半導體產品。1.1 半導體概況半導體是電子行業領域中一個市場規模體量無比巨大的子行業,不過與其他電子由 IC 設計、晶圓制造、子行業相比半導體結構相對比較簡單。半導體封裝與測試三個環節組成。IC 設計是半導體上最的一環。整個半導體都是以IC 設計廠商為中心,由 IC 設計廠來最初發現下游需求和最終完成產品變現。首先 IC 設計廠商根據下游市場需求來進行產品設計,產品設計好后找到晶圓制造廠商和封裝測試廠商來進行的生產,并向晶圓制造廠商和封裝測試廠商支付代工費用,最后由 IC 設計廠商把生產好的賣給下游客戶完成最終的產品變現。晶圓

12、制造和封裝測試這兩個環節在整個半導體上則扮演著產品代工生產和集成組裝兩個角色,實現了產品從設計圖紙到成品的轉變,同樣也是形成環的重要環節。閉圖 1: 封裝與測試是半導體上重要一環資料來源:申萬研究根據 IC 設計、晶圓制造和封裝測試這三個環節的不同組成方式,半導體行業存在兩大商業模式:IDM 和Fabless+代工。IDM( egrated Device Manufacturing)為垂直同時完成設計、制造、封裝三個環節,這一模式有利于半導體模式,由一家廠商對下游需求的快速反應。PC 時代,在el 的推動下 IDM 模式盛極一時。目前,全球采用 IDM 模式的IC 大廠主要有el、Samsun

13、g、TI、STM 等廠商。不過,隨著智能時代的來臨,Fabless+代工模式開始崛起,已經有IDM之勢。Fabless+代工模式則是在垂直分別由專門的廠商來完成。上采用專業化分工的商業模式,三個環節這樣 Fabless IC 設計廠商不再需要大額自己投資建設生產線,降低了 IC 設計環節進入壁壘,同時也降低了 IC 設計廠商一款產品開發不成功的風險,從而使得IC 設計環節有需求。中小廠商能夠進入,設計出更優質的產品來滿足市場多樣性晶圓制造和封裝測試環節具有非常大的規模效應,通過專業化代工的模式,更有利于產能資源整合,實現產能資源的優化配置。一方面是產能利用率的提高帶來半導體行業生產成本的降低,

14、另一方面則是專業代工產品多樣化有利于分散下游終端產品需求變化帶來的產品需求結構的變化。因此,在移動智能終端時代,以“高通+臺積電+日月光”為代表的 Fabless+代工模式已經逐漸趕超 IDM 模式,一些 IDM 廠商逐漸轉向Fablite 和Fabless 模式轉變。曾經的 PC巨頭 AMD 就在 2009 年完成了 IC 設計和晶圓制造的分拆,分拆出了現在全球第二大的晶圓代工廠GlobalFoundry。圖 2: 半導體行業兩大商業模式 IDM 和 Fabless+代工資料來源:申萬研究1.2 封裝與測試是半導體上重要一環封裝與測試是半導體上重要一環,產值在中的占比一直非常穩定。根據Gar

15、tner 的統計,2013 年全球半導體封裝與測試行業市場規模為 498 億,較上年同比增長 4.1%,近五年年復合增長率為 5.5%,占全球半導體行業市場規模比值為 16.4%。過去五年,封裝測試環節在整個半導體產業中產值占比一直非常穩定,始終保持在 16%-17%這個穩定區間。圖 3: 全球封裝與測試市場占半導體行業的 16.5%左右圖 6: 2013 年前十封測企業分布情況2江蘇新潮科技66.5內資34飛思半導體(中國)64.945.0威訊聯合半導體()5南通華達微電子41.3內資678910半導體(無錫)松下半導體三星電子(蘇州)半導體33.933.723.723.223.0合資瑞薩半

16、導體()英飛凌科技(無錫)資料來源:CSIA,申萬研究1.4 專業代工封測企業迎來發展良機正如前面對半導體行業商業模式的分析,未來隨著制程的降低和晶圓尺寸的增大半導體制造環節的資本開支將呈指數增長,這也就導致 的 IDM 廠商難以繼續保持 IDM 模式。這些為了能夠獲得更高制程來保持產品競爭力,必然向 Fabless+代工模式轉變,保留設計環節并把制造環節讓專業晶圓制造和封測廠商來完成。因此在過去幾年,專業代工封測行業市場份額占比逐年增長到了 2013 年的 50.4%。,從 2009 年的 45.2%圖 8: 專業代工封測占比穩步資料來源:申萬研究2.2 階段一:外部引腳形式不斷優化最初的D

17、IP(雙列直插式)封裝技術指采列直插形式封裝的集成電路,絕大多數中小規模集成電路(IC)均采用這種封裝形式。最早的 4004、8008、8086、8088等 CPU 都采用了 DIP 封裝形式。不過,采用這一技術進行封裝的面積與內核面積之比比較大,從而體積也較大;而且 I/O 引腳數也比較少,一般不超過 100 個。上世紀 80 年始,隨著表面組裝技術SMT(Surface Mount Technology)的興起,引腳形狀就從原來的直插式開始轉變為貼裝短引線或無引線形式。這一技術大幅提高了組裝效率。在之后的十多年時間里,封裝領域逐漸出現了 SOP(Small Out-Line Package

18、)、QFP(Quad Flat Package)、QFN(Quad Flat No-le等技術。ackage)經十多年研制開發的 QFP 不但解決了 LSI 的封裝問題,而且適于使用 SMT 在 PCB 或其他基板上表面貼裝,使 QFP 終于成為 SMT 主導電子產品并延續至今。為了適應電路組裝密度的進一步提高, QFP 的引腳間距目前已從 1.27mm 發展到了0.3mm。由于引腳間距不斷縮小,IO 數不斷增加,封裝體積也不斷加大,給電路組裝生產帶來了許多,導致成品率下降和組裝成本的提高。另一方面由于受器件引腳框架加工精度等制造技術的限制,0.3mm 已是 QFP 引腳間距的極限,這都限制了

19、組裝密度的提高。圖 11: 第一階段封裝技術演進主要體現在外部引腳形狀的改變資料來源:申萬研究20 世紀 8090 年代,隨著 IC 特征尺寸不斷減小及集成度的不斷提高,尺寸也不斷增大,IC 發展到了超大規模 IC(Very Large Scaleegration,VLSI)階段,可集成門電路高達數百萬以及數千萬只,其 I/O 數也達到數百個甚至超過 1000 個。這樣原來四邊引出的 QFP 及其他類型的電子封裝已封裝VLSI 的要求。于是一類先進的封裝 PGA(Pin Grid Array,插針陣列)和 BGA(Ball GridArray,焊球陣列)應運而生,電子封裝引線由周邊型發展成面陣

20、型。這類封裝方法一般使用層壓基板取代傳統封裝用的金屬框架,其 I/O 引腳分布在封裝下面。PGA和 BGA 技術具有大大增加 I/O 數和引腳間距、引線短和再布線等眾多優點。從而消除了 QFP 技術的高I/O 數帶來的生產成本和可靠性問題。但是由于 PGA 受到體積大且太重、制作工藝復雜且成本高和不能使用 SMT 進行表面貼裝等缺點的限制,在 VLSI 時同樣為力難以實現工業化規模生產。而 BGA技術綜合了 QFP 和 PGA 的優點,最終取代了 PGA 封裝技術。至此,多年來一直大大滯后不乏。發展的集成電路封裝,由于BGA 的開發成功而終于能夠適應發展的封裝效率也急劇,封裝面積/芯并且,在外

21、部引腳數增多的同時,片面積從最初的 100:1到了達到CSP 標準的 1.2:1 水平。最初流行的DIP,以 40個 I/O 的 CPU 為例,封裝面積/面積為(15.2450)(33)=85:1。后來主流的 QFP 封裝尺寸大幅減小,但是封裝面積/有 208 個 I/O 的 QFP 為例,要封裝 10mm2 的LSI面積仍然很大。以引腳 0.5mm 節距,需要的封裝尺寸為 28 mm2,這樣封裝面積/面積之比仍然為(2828)(1010)=7.8:1。后來在 BGA 基礎上開發出來的 FBGA 更是把封裝面積/面積之比再次大幅減小,使得 BGA 封裝面積/面積1.2:1,達到了尺寸封裝(Ch

22、ip Size Package,CSP)標準。解決了長期存在的小而封裝大的根本。表 2:封裝技術比較DIPSOPQFPQFNPGABGAI/O 數664844422321410064447225500腳距(mm)2.541.271.0, 0.8, 0.651.27, 1.0162.541.5,1.27,1.0雙邊引腳插入型 4.45.9100:1雙邊引腳貼裝型1.53.4四邊引腳貼裝型 1.54.410:1四邊電極凸塊貼裝型1.55.0底部細針插入型4.56.4底部球形貼裝型 2.53.02:1引腳形狀封裝高度(mm)封裝面積/面積資料來源:集成電路封裝技術,申萬研究2.3 階段二:先進封裝技

23、術突破當封裝形式發展到BGA 之后,要想再依靠改變外部引腳形狀來同步運算性能和交互性能難度越來越大。因此,封裝技術的演進逐漸從外部引腳形狀的優化轉變為連接方式的改變,這也是當前主流封測廠商重點研發領域,在先進封裝技術領域不斷尋求突破。不過,連接方式改變一般只能在一方面進行產品性能優化,所以封測廠商會根據產品需求來對某一技術進行重點突破。目前,半導體封裝技術的主流發展方向包括 FC(Flip Chip,倒裝)、WLCSP(rLevel Chip Scale Packaging,晶圓級規模封裝)、Bum(凸塊技術)、TSV(Through Silicon Via,硅通孔技術)等,其中 FC 是實現

24、后面三個技術的基礎。圖 12: 半導體先進封裝技術資料來源:Yole Developpement、申萬研究隨著先進封裝技術的不斷涌現,原來界限非常分明的 IC晶圓制造前道工序和封裝測試后道工序,現在逐漸出現了由晶圓制造技術與封裝測試技術融合的中道工序。中道工序包含r Bum、WLP、TSV 等主要先進封裝技術,從而使得封測廠與晶圓制造廠的關系現在變得更為緊密,現在產值已經超過了 15 億,未來市場規模可能會在 100 億以上。圖 13:制造環節中道工序涌現資料來源:Yole,申萬研究2.3.1 Flip-Chip 先進封裝技術發展基礎在封裝技術發展到BGA 階段之前,都是有電路的一面方向朝上。

25、與外界的方式主要是通過細金屬導線來進行連接,這種連接方式被稱為引線鍵合(Wire Bonding)。但是為了能夠進一步提高的 I/O 數以及對于一些高頻的信號處理需要縮短引線長度降低干擾,Flip-Chip 這種新的連接方式應運而生。FC 是直接通過上呈陣列排布的凸點來實現與封裝襯底(或 PCB 板)的放置方向相反,故被稱為倒互聯。由于是倒扣在封裝襯底上的,與常規封裝裝。FC封裝技術現在也成為了先進封裝技術進一步發展的基礎。圖 14:FC 與 Wire Bonding 連接方式比較資料來源:申萬研究FC 封裝技術相對于原來的 WB 封裝技術具有更優越的熱學性能,更優越的電學性能。面優勢:更高密

26、度的 I/O 數,FC 封裝相對于傳統的 WB 技術擁有更高密度的 I/O 數,這是其最大的優勢。這主要歸功于 FC的 Pad(焊盤)陣列排布,它是將上原本是周邊排布的 Pad進行再布局,最終以陣列方式引出,從而大幅提高 I/O 數。FC 封裝在熱學性能上也具有明顯的優勢。一般增強散熱型引線鍵合的 BGA 器件的耗散功率僅 5-10W,FC 封裝則通常能產生 25W 耗散功率。而如今許多電子器件,如 ASIC,微處理器,SOC 等封裝耗散功率都在 10-25W 范圍,甚至更大。這也就使得傳統WB 技術難以勝任。電學性能則是 FC 技術的另一個重要優點。引線鍵合使用的導線長,對于高頻信號或者其他

27、一些應用會產生嚴重的影響,從而出現明顯的瓶頸。而 FC 技術與基板連接距離短,使得能夠處理更高頻率的信號。在過去,2-3GHZ 是 IC 封裝的頻率上限,FC 根據使用的基板技術可高達 10-40 GHZ 。圖 15:FC 技術三大優勢資料來源:申萬研究倒裝有三種主要的連接形式:控制塌陷連接(Controlled Collapse ChipConnection,C4)、直接連接 (Direct chip attach,DCA)和黏著劑連接的FCAA(Flip Chip Adhesive Attachement)。C4 技術是一種超精細間距的BGA 形式,一般焊球間距為 0.20.254mm,直

28、徑為 0.10.127mm,焊球可以安裝在管芯的四周,也可以采用全部或局部的陣列配置型式。不過,該技術采用的 97Pb/3Sn 材料回流焊焊接溫度高達 320,只能采用陶瓷基片,進行大批量生產應用的主要是陶瓷球柵陣列(CBGA)和陶瓷圓柱柵格陣列(CCGA)組建的裝配。C4 元件具有眾多優勢:I/O 密度極高、熱性能和電性能優異、不存在焊盤尺寸限制、可實現最小的元器件尺寸和質量。DCA 技術是一種超微細間距的BGA 形式,與 C4 技術基本類似。兩者最主要的差異在于焊接方式有所差異,DCA 在焊盤上采用了較低共焊料(37Pb/63Sn),從而使得 DCA 裝配時所采用的回流焊接溫度大約為 22

29、0,可以在標準的表面貼裝工藝處理下安置到電路板上面,能夠適合眾多應用場合,尤其在便攜式電子產品的應用中。FCAA 具有很多形式,它用黏著劑來代替焊料,將管芯與下面的有源電路連接在一起,可以貼裝陶瓷、PCB 基板、柔性電路板和玻璃材料等,這項技術應用非常廣泛。圖 16:FC三種連接方式資料來源:申萬研究FC 技術作為先進半導體封裝技術的基礎啊,未來市場規模將實現持續快速增長。一方面受益于市場總需求的,另一則是對傳統WB 技術的快速替代。在PBGA 領域,目前 FC 技術已經WB 技術占比為 57%,未來將繼續受益于計算機、通訊產品、多設備的需求進一步拉開差距。預計到 2017 年,FC PBGA

30、出貨量將達到 24 億顆,年復合增長率為 12%,占比達到 83%。圖 17:FC PBGA 占比進一步提高在FBGA 領域,未來五年受益于 Memory 封裝和WLP 封裝技術的增多,FC FBGA需求量將快速。據TechSearch,FC FBGA 市場規模年復合增長率為 22%,從 2012 年的 34 億顆增長到 2017 年的 93 億顆;而與之對應的傳統 WB FBGA 需求量則從 202 萬顆減少到 168 萬顆。從而,使得倒裝技術在 FBGA 中占比由 2012 年的 14%大幅到 36%。圖 18:FC FBGA 市場規模快速資料來源:Amkor,申萬研究I/O 引腳密度的是

31、 IC 封裝技術進步永恒的目標,Copper Bum技術是實現這一目標并且適用于先進制程的必然趨勢,從而成為了全球封測大廠必爭之地。據 Yole Developpement 預計,2017 年全球Copper Bum市場規模將達到 2300萬片/年(12 英寸晶圓折算,后同),對應 2012 年不到 500 萬片/年的市場規模年復合增長率高達 38%。這主要受益于 Bum技術本身市場規模年復合 20%以上的快速增長,以及 Copper Bum技術對其他材料 Bum技術的逐漸替代,CopperBum占比將從 2012 年的 37%到 2017 年的 69%。在Copper Bum領域全球 IDM

32、 大廠el 技術最為領先,產能近 300 萬片/年,占全球一半以上;專業代工封測大廠中 Amkor 技術優勢明顯,基本能夠做到直徑 4050um 水平,產能近 90 萬片/年;日月光在這一領域快速追趕,近兩年產能快速上量。國內封測廠商中長電先進領跑,年產能約為 48 萬片/年,華天西鈦緊隨其后,預計今年年底產能達 6 萬片/年。圖 20:Copper Bum市場規模快速(12 英寸晶圓折算)2.3.3 WLCSP 晶圓級尺寸封裝技術隨著晶方科技成功登陸,WLCSP(r Level Chip Scale Packaging)技術成為市場關注焦點。WLCSP 封裝技術可以理解為滿足 CSP 標準的

33、WLP 技術。WLP技術是指在指在晶圓前道工序完成后,直接對晶圓進行封裝,再切割分離成單一,相對于傳統封裝將晶圓切割成單個后再進行封裝,WLP 技術在對面積較小的單個封裝成本方面具有明顯的優勢,并且對于封裝完成的證。的一致性也有更高保圖 21:WLCSP 封裝技術與傳統封裝技術比較資料來源:申萬研究目前,WLCSP 封裝技術主要有比較普通的晶圓凸點封裝(r Bum)和比較特別的 Scase 系列 WLCSP 兩種不同技術路徑。兩種技術盡管都是 WLCSP,但是最終得到的產品形態和產品的制作流程都是截然不同的。晶圓凸點封裝WLCSP 技術以FC BGA 封裝技術為基礎發展起來。首先以整片晶圓為對

34、象,在晶圓正面進行加工再布線并制作錫球,同時對晶圓上所有進行加工處理。然后再對加工完成的晶圓進行切割得到單個,最后對進行逐個測試。圖 22:基于r Bum技術的 WLCSP 制作流程。、資料來源:申萬研究Scase 系列 WLCSP 最近因為晶方科技上市成為了市場的焦點。Scase 系列WLCSP 技術比較特別,它的主要特點是可以將的電路引至的背面后再制作焊墊,在影像傳感器封裝領域具有天然優勢。這主要是由于影像傳感的作正面無case 系用主要是光學成像,其功能的實現需要吸納、反饋物體光線,這勢必要求視覺物,即封裝的焊墊不能放在正面,否則會阻礙光線成像。S列 WLCSP 在的正反兩面黏貼玻璃基板

35、(或其他絕緣材料),將線路、焊墊引至背面,玻璃基板具有透明特性。因此,S封裝上具有絕佳的優勢。case 系列 WLCSP 在影像傳感器Scase 系列 WLCSP 技術制作流程主要分為 6 個步驟:1.純化擴展層并添加擴展墊,2.正面貼合玻璃片一,3.背面腐蝕一個缺口并填充環氧樹脂再貼合玻璃片二,4.通過沉淀法在背面制作導線并形成T 形連接,5.在背面制作鈍化膜和球柵陣列結構(BGA),6.對晶圓片進行切割和測試。圖 23:Scase 系列 WLCSP 技術封裝流程資料來源:精材科技、申萬研究WLCSP 封裝技術相對于普通封裝技術最大的優勢在于它是對整片晶圓進行加工,封裝效率更高,并且能夠對的

36、一致性有更高保證;封裝成本是與晶圓面積相關,而與個數無關,所以在對一些面積比較小的進行封裝時成本優勢明顯;并且隨著晶圓直徑的增大,加工效率就越高,單個元器件的封裝成本就月底,如 12英寸的晶圓面積是 8 英寸的一倍以上,那么單個的加工成本就低很多。目前,WLCSP 封裝技術主要應用在影像傳感器(CIS)、環境光感應片、微機電系統(MEMS)、射頻識別、醫療電子器件等領域。其中前兩者采用的是 Scase系列WLCSP 封裝技術,后面三個領域則兩種封裝技術都可以應用。圖 24:WLCSP 主要應用領域資料來源:晶方科技招股說明書,申萬研究據Yole Developpement 統計,2011 年全

37、球WLCSP 市場規模為 17 億左右,2016 年將增加到 27 億持持續穩定增長。,對應年復合增長率為 9.9%,基本上整個 WLCSP 市場保圖 25:2010-2016 年全球 WLCSP 持續穩定增長3D 堆疊封裝存在兩個明顯的缺點,一是與之間的連接非常遠,二是每層芯片只能在四周進行引線鍵合使得I/O 數較少。圖 28:基于 Wire Bonding 技術的 3D 堆疊封裝技術資料來源:申萬研究未來,TSV(Through Silicon Via,硅通孔)技術成為了替代Wire Bonding 技術,成為 3D 封裝主流技術的必然選擇。TSV 技術使得連線長度縮短到了厚度,傳輸距離減

38、少到千分之一,可以實現復雜的多片全硅系統集成,可以顯著縮小 RC 延遲,提高計算速度,顯著降低噪聲、能耗和成本。TSV 制造流程主要分為六個步驟:1.在上打孔,2.在生成的形成絕緣層、阻擋層和層,3.在深鍍銅,4.把減薄到空的深度使銅柱下表面露出,5.把各層進行堆疊,6.最終對堆疊好的多層進行封裝完成基于TSV 技術的 3D封裝。圖 29:TSV 制造流程資料來源:申萬研究TSV 技術最初出現在了CIS 領域,最初CIS 采用陶瓷封裝,打線鍵合體積龐大,并且成本非常高占到整個產品的 30%。而采用 TSV 技術的 CIS 不僅封裝體積顯著下降,成本也明顯降低。因此,CIS 成為了最早采用 TS

39、V 技術的領域,后來采用硅中介層可以集成 DSP,實現了進一步減小 CIS 尺寸的目的。圖 30:TSV 式 CIS 優勢明顯圖 31:CIS 成為最早采用TSV 技術的領域資料來源:申萬研究資料來源:申萬研究當前,TSV 技術應用最為廣泛的是在 2.5D 封裝方法上,這是實現多封裝的基礎。所謂 2.5D 封裝方法,就是把用直徑約為 10um 的微型錫球貼合在一塊硅中介層上,同時使用直徑約為 100um 的普通倒裝錫球連接到基板上,硅中介層的正反兩面采用 TSV 技術打通。基于 TSV 技術的 2.5D 封裝方法,有效改進了由于上線寬與基板上線寬相差幾個數量級導致的對性能和功耗的影響,以及基板

40、上線寬過寬導致的布線擁堵。圖 32:基于 TSV 技術的 2.5D 封裝方法資料來源:申萬研究基于TSV 技術的 3D 封裝相對于 2.5D 封裝,不僅是在硅中介層上采用 TSV 技術,而且在上也采用 TSV 技術,使堆疊的能夠實現垂直互幅減少 3D 封裝間的連接距離,真正實現 3D 封裝優勢,是未來先進封裝技術演進方向。不過,目前這一封裝方法還處在技術導入期,高速滲透期的到來還要依賴 TSV 技術的繼續進步和成本的降低。圖 33:基于 TSV 技術的 3D 封裝方法資料來源:申萬研究據Yole Developpement,3D TSV 封裝技術將在 2013 和 2014 年進入高速滲透期,

41、滲透率有望從 2012 年的不到 1%到 2017 年的近 9%。3D TSV 晶圓產值將從2012 的40 億左右增長到2017 年的385 億,對應的年復合增長率高達58%。一下增長到 2017 年的 90 億與之對應的 3D TSV 封裝市場規模將從當前的 10 億以上,年復合增長率更是高達 64%。3D TSV 技術的成熟和成本的降低將成為行業進入“S 型曲線”拐點的關鍵影響。該技術一旦進入高速增長期,潛在市場規模巨大,將給擁有該技術的封測廠帶來巨大的成長機會。這是未來集成電路封裝技術最值得關注的技術突破點之一。圖 34:2013 年 3D TSV 進入高速滲透期圖 35:未來五年 3

42、D TSV 封裝復合增長率為 64%圖 36:未來半導體分工圖資料來源:拓撲所,申萬研究2.4 階段三:系統集成度快速隨著先進封裝技術發展進步不斷深化,現在基于這些先進封裝技術已經涌現出了多種組合形式。比較常見的有基于 TSV 技術的 2.5D 封裝 MCM(Multi chipModule,多模塊)組合形式和 3D 封裝 Stacked(堆疊)組合形式,以及封裝行再封裝的PiP(Package in Package)組合形式,和裝的PoP(Package on Package)組合形式。封裝上堆疊另一個封總體來說這些新的組合形式的出現,使得原來對單進行封裝的形式轉變進行集成創造了條件。這為對

43、多個進行同時封裝,從而為把具有不同功能的樣就可以通過對具有不同功能的單個進行封裝來實現系統功能集成的目的,最終封裝好的能夠對外提供系統性功能,實現SiP(System in Package)封裝。圖 37:不同功能組合實現系統性功能集成資料來源:申萬研究SiP 封裝符合消費電子輕薄化的趨勢潮流,通過不同組和的封裝方法把MPU、Memory、Logic IC、MEMS、og/RF、Passives 等具有不同功能的半導體元器件封裝在一起,對外提供一套整體解決方案,大大降低不同半導體元器件所占體積實現微型化。并且通過 SiP 封裝還能減少能耗,延長產品使用時間。從而顯著提高價值,這也將成為未來集成

44、電路行業演進必然趨勢。圖 38:SiP 將成未來集成電路行業演進必然趨勢資料來源:申萬研究國內封裝與測試行業長電科技:國內封測龍頭,技術實力領先長電科技是國內封測行業龍頭,2013 年實現銷售收入超過 50 億元,較行業第二的企業至少高出 50%以上,在上市公司中更是遙遙領先。在全球封測市場中,長電科技 2009 年首次擠入全球前十之后一直穩步,2013 年已經排到了全球第六,全球市場份額更是從 2009 年的 2%增長到了 2013 年的 3.4%,有望沖擊全球第一陣營。圖 39:2013 年國內上市封測企業收入比較圖 40:2013 年長電科技全球市占率已達 3.4%長電科技在規模優勢的保

45、障下對先進封裝工藝進行了全面布局,綜合技術實力也是國內領先,向全球龍頭封測大廠看齊。在先進封裝技術時代來臨之際,公司有望成為獲益最大的國內半導體封測廠之一。公司Coppillar Bum技術和基于 Bum的WLCSP 技術成熟,具有潛力的 TSV 技術國內領先。2013 年長電 Bum出貨 69 萬片,同比增長 60%;當前產能已經增加到 8.3 萬片/月,預計年底之前產能還將擴到 10 萬片/月。WLCSP 去年出貨量達 18 億顆,同比增長 28.5%,今年增長強勁,預計全年增長在 50%左右。公司TSV 技術已經能夠實現 1:10 的徑深比,技術實力國內領先。圖 41:長電科技先進封裝技

46、術全面布局資料來源:長電科技,申萬研究3.2 華天科技:三地布局完成,成本技術優勢兼備華天科技昆山、西安、天水三地生產利能力豐厚。布局完成,成本技術優勢兼備,公司盈公司經過多年的努力,現在終于已經完成了以昆山西鈦走高端封裝先進技術路線、西安華天中端封裝配套路線、天水華天昆山西鈦技術先進,是國內第二家拿到 S封裝低成本路線的三地生產布局。case的公司,2010 年開始實現基于WLCSP 技術的 CIS 產品量產,現在已經實現產量 1.2 萬片/月;獨立掌握 TSV 技術,并且Coppillar Bum技術也已經研發完成,預計今年下半年有望實現量產。西安華天將為昆山新增 Bum產能配套完成后道

47、FC 產能建設,并主要進行 BGA、QFN 等中端封裝。天水華天地處封裝上成本優勢顯著。天水市,人力能源成本較低,在進行產品圖 42:華天科技三地布局完成資料來源:申萬研究華天科技憑借高中三地布局,在上市封測企業中具有成本與技術兼備的優勢。2013 年公司成為了國內上市非常企業中創造利潤最高的企業,實現了 2 億元的歸屬于母公司凈利潤,為股東創造了豐厚的受益。認為公司在先進封裝技術方面也已經基本完成布局成長空間巨大,并且中低端產線地處中國西部成本優勢顯著,未來能力穩步可期。圖 43:2013 年國內上市封測企業凈利潤比較產品供應商。同時公司也憑借先進成得了突破。WLCSP 技術在大客戶識別訂單

48、上獲圖 44:晶方科技是最早獲得 Scase的大陸封測廠資料來源:申萬研究晶方科技專注于先進封裝技術封裝并且技術優勢明顯,2013年實現凈利潤率34%,能力遠遠高于行業其它可比公司。公司未來成長路徑明確,預計今年下半年公司 12 寸產線開始量產,公司將能夠提供更大像素的 CIS 產品;并且識別和MEMS 產品也將會盡快上量;未來安防與醫療領域也將為公司提供巨大的成長空間。圖 45:2013 年國內上市封測企業凈利潤率比較通訊及射頻 IC 封測項目擬募資 7.9 億元,智能電源 IC 封裝擬募資 3.4 億元,補充流動1.5 億元。移動智能通訊及射頻 IC 封測項目是基于 FC、BGA 和 QFN 等中高端封裝技術,達產后產能為 9.5 億塊,預計實現年收入和凈利潤 9.02 億和 9855 萬元;智能電源 IC封裝項目是基于 PDFN(沖壓雙列扁平無引線)封裝技術,達產后產能為 12 億塊,預計實現年收入和凈利潤 2.16 億和 2194 萬元。圖 46:通富微電非公開增發項目募資情況圖 47:通富微電非公開增發項目收入與資料來

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論