中航证券：半导体行业深度-后摩尔时代新星-Chiplet与先进封装风云际会_32页_3mb

后摩尔时代新星，Chiplet与先进封装协同创新总结

核心内容

随着摩尔定律经济效益放缓，半导体行业开始转向Chiplet与先进封装技术以实现性能和复杂度的提升。Chiplet是一种基于硅片级别的IP重复使用的设计理念，而先进封装则是实现Chiplet互联和性能提升的关键技术。两者协同创新，为芯片设计和制造带来新的机遇。

主要观点

• 摩尔定律放缓：随着制程工艺推进，单位晶体管成本下降幅度逐渐减小，特别是接近1nm时，量子效应将极大限制进一步发展。
• Chiplet设计优势：
  • 提高设计弹性，降低设计成本。
  • 通过将功能模块分别制造并集成，可以实现更灵活的迭代和产品更新。
  • 提高芯片良率，减少因大芯片缺陷导致的高成本。
• 先进封装的重要性：
  • 是Chiplet实现高效互联和性能提升的前提。
  • 包括2.5D、3D等技术，能够实现高密度、高速度的芯片互联。
  • 2.5D封装已较为成熟，广泛应用于FPGA、CPU、GPU等芯片。
  • 3D封装虽技术难度高，但能提供更小的封装面积、更高的带宽和更低的功耗。

关键信息

产业链受益

• Chiplet：涉及EDA厂商、晶圆制造和封装公司、IP供应商、系统设计公司及Fabless厂商。
• 先进封装：影响从芯片设计、制造、材料到封装设备和测试设备的多个环节。

国产替代机遇

• 国内芯片设计公司如芯原股份、国芯科技、华大九天、概伦电子、安路科技、广立微等在Chiplet和先进封装领域具有潜力。
• 国内封测服务商如通富微电、大港股份、长电科技、同兴达等可能成为先进封装的承接者。
• 国内IC载板供应商如兴森科技有机会受益于ABF载板的供不应求。

成本与性能对比

• 在5nm工艺下，Chiplet相比SoC可显著降低成本并提升性能。
• 在14nm工艺下，虽然能节省成本，但因D2D接口和封装成本较高，优势减弱。

技术发展趋势

• 2.5D封装：成为Chiplet的主要封装方案，涉及TSV中介板、微凸块等关键技术。
• 3D封装：技术难度更高，但能实现更小封装面积和更高带宽，适用于高性能计算和人工智能领域。
• TSV技术：是晶圆堆叠的关键工艺，涉及刻蚀、沉积、填充、减薄、键合等多道工序，对设备和工艺要求极高。

主要封装技术对比

先进封装市场趋势

• 先进封装市场预计将以8%的复合年增长率增长，2028年将达550亿美元。
• 2.5D/3D封装技术将成为未来主流，尤其适用于高算力芯片如AI处理器、数据中心芯片等。
• 台积电、英特尔、三星等国际大厂在先进封装领域投入巨大，推动行业技术发展。

TSV制作流程与设备需求

市场预测

• Chiplet市场预计在2024年达到58亿美元，2035年将增长至570亿美元。
• 2.5D/3D封装市场预计在2027年达到148亿美元，成为增长最快的细分市场。
• ABF载板因高密度封装需求供不应求，台湾是主要产地，南电和欣兴是主要供应商。

风险提示

• Chiplet研发进度不及预期。
• 先进制程提速发展，可能导致对先进封装需求减弱。
• TSV中介板方案可能被其他技术方案取代。
• 行业竞争加剧的风险。

投资建议

• 增持：Chiplet与先进封装行业未来增长高于沪深300指数。
• 关注公司：
  • Chiplet设计端：芯原股份、国芯科技、华大九天、概伦电子、安路科技、广立微。
  • 先进封装服务端：通富微电、大港股份、长电科技、同兴达。
  • 封装设备端：北方华创、中微公司、华海清科、拓荆科技。
  • 检测与量测设备端：精测电子、长川科技、华峰测控。
  • IC载板端：兴森科技。

产业链生态

• 先进封装生态涵盖芯片设计、制造、材料、封装设备、测试设备等多个环节。
• 国内企业在部分环节已有布局，但在高端封装技术方面仍需加强。

投资评级

• 买入：未来六个月投资收益相对沪深300指数上涨10%以上。
• 持有：未来六个月投资收益相对沪深300指数在-10%至10%之间。
• 卖出：未来六个月投资收益相对沪深300指数下跌10%以上。

团队介绍

• 首席分析师：赵晓琨，十六年消费电子及通讯行业经验，专注于半导体及硬科技、智慧汽车及机器人、新能源领域。
• 分析师：刘牧野，约翰霍普金斯大学机械系硕士，有高端制造、硬科技领域投研经验。

承诺与免责声明

• 分析师承诺报告内容反映其研究观点，不与薪酬挂钩。
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