深度报告-20221114-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

报告摘要

后摩尔时代Chiplet与先进封装协同发展总结

核心内容

随着摩尔定律的经济效益放缓，芯片行业正从单纯依赖制程工艺提升转向Chiplet和先进封装技术的协同创新。这种转变旨在通过系统级芯片设计和高密度封装技术，在成本可控的前提下提升芯片的性能和功能。Chiplet技术通过将复杂SoC拆分为多个功能单元，采用不同制程制造后再封装集成，从而实现更高的设计弹性、良率和成本效益。而先进封装技术（如2.5D/3D封装）则为Chiplet提供了高密度、高速互联的物理基础，成为实现高性能、低功耗芯片的关键手段。

主要观点

Chiplet的优势：
- 高集成度：通过多芯片片间集成，突破单芯片面积限制，实现更高集成度。
- 高设计弹性：允许对部分单元进行选择性迭代，提升产品上市速度。
- 高良率：通过减少单个裸片面积，降低因缺陷带来的影响，提高整体良率。
- 低成本：合理分配不同功能模块至不同制程，降低整体制造成本。
先进封装的重要性：
- 技术需求：Chiplet的发展对先进封装提出更高要求，尤其是高密度、大带宽布线技术。
- 市场增长：预计到2027年，全球先进封装市场规模将达到572亿美元，2021至2027年复合年增长率（CAGR）为8%。
- 国产替代空间广阔：在逆全球化背景下，国内封测服务商和设备供应商有望成为先进封装的主要参与者。
技术趋势：
- 2.5D封装：成为Chiplet的主要封装方案，具有低空间占用、良好热管理和高性价比等优势。
- 3D封装：实现芯片堆叠，具有更小面积和更大带宽，但面临散热和长期可靠性挑战。
- TSV技术：是实现晶圆级堆叠的关键工艺，涉及刻蚀、沉积、填充、减薄、键合和检测等环节，对设备和工艺提出了更高要求。

关键信息

1. Chiplet与先进封装协同创新

摩尔定律的经济效益降低，促使芯片行业转向Chiplet和先进封装技术。
2.5D和3D封装是Chiplet技术的重要支撑，特别是CoWoS、EMIB和Hybrid Bonding等技术。
2.5D封装在800mm²以上的大芯片中具有成本优势，3D封装则在高带宽需求场景中表现更优。

2. Chiplet市场前景

Chiplet市场预计在2024年达到58亿美元，2024至2035年年均增长率达31.5%，2035年将达570亿美元。
MPU是Chiplet的主要应用下游，占Chiplet市场约43%。

3. 国内Chiplet与先进封装发展机会

Chiplet设计端：建议关注芯原股份、国芯科技等具备平台化IP供应能力的公司。
先进封装服务端：通富微电、大港股份、长电科技、同兴达等公司具备先进封装能力。
封装设备与检测设备：北方华创、中微公司、华海清科、拓荆科技、精测电子、长川科技、华峰测控等公司具备相关设备供应能力。
IC载板：ABF载板供不应求，建议关注兴森科技等国内IC载板供应商。

4. 先进封装技术类型与应用场景

主要封装类型：2.5D（如CoWoS、EMIB）、3D（如SolC、Foveros、X-Cube）、SIP等。
封装外型：BGA、CSP、LGA、QFN、HTCC、LTCC等。
技术优势：2.5D封装具备低空间占用、良好热管理、高性价比；3D封装提供超大带宽，但散热问题突出。

5. TSV技术及其设备需求

TSV（硅穿孔）是实现晶圆级堆叠的核心技术，涉及深刻蚀、沉积、填充、减薄、键合和检测等关键环节。
关键设备包括深硅刻蚀设备、PVD/CVD设备、电镀设备、研磨/抛光设备、检测/量测设备等。
建议关注拓荆科技、华海清科、北方华创、中微公司等设备供应商。

6. 行业投资评级

公司评级：买入、持有、卖出，依据未来六个月相对沪深300指数的收益预期。
行业评级：增持、中性、减持，依据行业增长与沪深300指数的对比。

风险提示

Chiplet研发进度不及预期。
先进制程提速发展，可能削弱对先进封装的需求。
TSV中介板方案被其他技术方案取代。
行业竞争加剧。

产业链参与者

Chiplet设计：芯原股份、国芯科技、摩尔精英、超摩科技、辉羲智能等。
先进封装：通富微电、大港股份、长电科技、同兴达、日月光等。
设备供应商：北方华创、中微公司、华海清科、拓荆科技、精测电子、长川科技、华峰测控等。
IC载板：南电、欣兴、兴森科技等。

总结

Chiplet与先进封装的协同发展已成为后摩尔时代芯片行业的重要趋势。Chiplet通过模块化设计和IP复用，显著降低了芯片设计和制造成本，而先进封装则通过高密度互连技术提升了芯片性能。随着市场需求的增长和技术的成熟，国内企业在Chiplet设计和先进封装服务领域迎来重要发展机遇，尤其在2.5D封装和TSV技术方面。建议关注相关产业链上下游企业，以把握这一技术变革带来的投资机会。

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