深度报告-20230405-国盛证券-电子行业深度_先进封装引领_后摩尔时代_国产供应链新机遇_50页_4mb

电子：先进封装引领“后摩尔时代”，国产供应链新机遇

核心内容

随着摩尔定律逐渐放缓，Chiplet技术成为“后摩尔时代”半导体技术发展的关键方向。Chiplet通过将大芯片分解为多个小芯片，利用先进封装技术进行集成，具有以下优势：

1. 提升良率：小面积芯片在相同缺陷概率下，良率显著高于大面积芯片。
2. 提高性能与降低功耗：3D封装技术缩短传输距离，减少寄生电容和电感，提升电路密度。
3. 降低设计成本与复杂度：IP模块化复用降低设计难度，加速产品迭代。
4. 降低制造成本：不同芯粒可选择不同制程工艺，避免整体使用高成本工艺。

Chiplet技术在高性能计算、AI芯片、超大芯片等领域受益显著，推动了封装行业的技术革新。

主要观点

• 先进封装是“超越摩尔定律”的重要方式，预计2027年全球先进封装市场规模将达650亿美元，占比超过50%。
• 海外龙头厂商如AMD、台积电、英特尔、三星在Chiplet及先进封装技术上布局密集，推动行业技术发展。
• Chiplet技术推动封装产业链本土化，在中美贸易摩擦背景下，国内封测厂和设备材料供应商迎来发展机遇。

关键信息

全球市场趋势

• 2021年全球先进封装市场规模为374亿美元，预计2027年将增长至650亿美元，CAGR为9.6%。
• 2021-2027年，先进封装市场规模预计增长至650亿美元，其中嵌埋式、2.5D/3D、倒装技术将实现高复合增速。

海外厂商布局

• AMD：2015年推出HBM和2.5D硅中介层技术，2021年与台积电合作推出3D Chiplet技术（3DV-Cache）。
• 台积电：布局3DFabric平台，涵盖SoIC、CoWoS、InFO技术，其中CoWoS技术广泛应用于HPC和AI领域。
• 英特尔：EMIB技术用于低成本2.5D异构封装，Foveros用于高性能3D堆叠。
• 三星：提供I-Cube、X-Cube、R-Cube、H-Cube四种先进封装方案，支持多种芯片集成需求。

国内供应链机遇

• RDL（重布线层）、TSV（硅通孔）、Bump（凸点）、**Wafer（晶圆）**是先进封装四大核心要素。
• 封测厂如长电科技、通富微电、伟测科技、甬矽电子等持续加大研发投入，推动先进封装技术应用。
• 设备供应商如华峰测控、长川科技、新益昌等在测试、固晶、焊线等设备领域实现国产化突破。
• 材料供应商如兴森科技在IC载板领域获得国际认证，正积极布局FCBGA载板市场。

四大关键工艺

RDL（重布线层）

• 用于晶圆级封装，实现XY平面的电气延伸。
• 通过RDL技术，可以加大I/O间距，提升芯片互连密度。
• 台积电CoWoS-S等技术使用RDL层实现高密度互连。

TSV（硅通孔）

• 实现Z轴电气延伸，用于2.5D和3D封装。
• TSV工艺包括Via-First、Via-Middle、Via-Last三种方式。
• 主流填充材料为铜，依赖高精度电镀和沉积技术。

Bump（凸点）

• 用于芯片与中介层、芯片与芯片之间的电气互连和机械支撑。
• 微凸点（<2μm）是未来高密度封装的重要技术。
• 回流焊和**热压键合（TCB）**是主要键合方式。

Wafer（晶圆）

• 作为集成电路的载体，是RDL和TSV的介质。
• 超薄晶圆在先进封装中被广泛使用，需要临时键合技术进行支撑与保护。

临时键合技术

• 临时键合用于支撑超薄晶圆，防止翘曲、断裂等缺陷。
• 主要有热/机械滑移式、化学浸泡式、激光式三种工艺。
• 激光式是最新一代技术，具有高抗化学性与高温稳定性。
• 全球主要供应商为EVG、SUSS等，国内厂商也在积极突破。

凸点与底部填充技术

• 凸点技术：从BGA焊球（直径0.25-0.76mm）发展到微凸点（<2μm），提升I/O密度。
• 底部填充工艺：通过分散应力、增强连接强度、保护芯片等方式提升可靠性。
• 主要工艺包括毛细作用底部填充（CUF）、塑封底部填充（MUF）、非导电胶热压型（NCP）和非导电膜热压型（NCF）。
• NCP/NCF逐渐替代传统CUF，适应高密度封装需求。

核心公司

• 华峰测控：国内测试设备龙头，产品线丰富，技术持续突破。
• 长川科技：测试设备领域领先，产品结构优化，毛利率提升。
• 新益昌：固晶设备龙头，MiniLED和半导体双轮驱动。
• 长电科技：国产封测龙头，先进封装带来新增长动力。
• 通富微电：AMD合作厂商，产品结构持续优化。
• 伟测科技：内资第三方测试领先厂商。
• 甬矽电子：封测界后起之秀，聚焦中高端业务。
• 兴森科技：IC载板国产替代拓荒者，布局FCBGA载板。

风险提示

• 需求不及预期。
• 中美贸易摩擦带来的地缘政治风险。

图表目录

• 图表1：AMD Chiplet架构演进
• 图表2：裸芯（Die）面积越小，整体良率越高
• 图表3：芯片面积减小，更多有效芯片可用
• 图表4：3D堆叠封装显著降低成本
• 图表5：先进封装提升性能及效率
• 图表6：AMD IOChiplet的复用
• 图表7：Chiplet成本分析
• 图表8：不同制程Chiplet降本场景
• 图表9：Chiplet市场规模（亿美元）
• 图表10：2021-2027年全球先进封装市场预测
• 图表11：AMD多年始终走在封装技术革新前沿
• 图表12：AMD使用3D Chiplet封装架构
• 图表13：台积电3DFabric技术平台
• 图表14：台积电CoWoS技术总结
• 图表15：台积电InFO技术
• 图表16：FC、2.5D/3DIC、SoIC等封装方式密度依次提升
• 图表17：英特尔EMIB、Foveros技术总结
• 图表18：三星先进封装技术总结
• 图表19：采用RDL技术的2.5D转接板示意图
• 图表20：台积电CoWoS-R示意图
• 图表21：台积电CoWoS-S结构图
• 图表22：大马士革RDL工艺流程
• 图表23：常见2.5D封装结构
• 图表24：2.5D结构示意图
• 图表25：2.5D封装和3D封装结构的区别
• 图表26：龙头厂商2.5D封装和3D封装系统名称
• 图表27：3种TSV通孔生成方式
• 图表28：3种TSV通孔生成各环节方式优劣势对比
• 图表29：TSV主要工艺流程示意图
• 图表30：先进封装及内部互联用金属电镀材料市场规模
• 图表31：超薄晶圆市场规模
• 图表32：临时键合与解键合工艺主要特性对比
• 图表33：EVG标准临时键合/解键合工艺流程示意图
• 图表34：SUSS标准临时键合/解键合工艺流程示意图
• 图表35：“超越摩尔定律”相关的键合设备市场规模
• 图表36：2021年临时键合设备市场格局
• 图表37：临时键合胶中的主要基础黏料
• 图表38：主要临时键合胶的产品对比
• 图表39：超薄晶圆支撑与保护技术
• 图表40：三维封装焊点中凸点截面图
• 图表41：凸点间距发展历程
• 图表42：电镀锡球凸点的工艺流程
• 图表43：Cu/焊料凸点结构
• 图表44：不同材料热膨胀系数不同带来的问题
• 图表45：倒装芯片封装的结构示意图
• 图表46：底部填充料的分类
• 图表47：CUF工艺与圆片级NCF工艺对比
• 图表48：底部填充料参数的发展方向
• 图表49：微凸点和混合键合对比
• 图表50：Sony BI-CIS异质接合接点横截面
• 图表51：TSMC系统整合芯片SoIC示意图
• 图表52：异质接合流程图
• 图表53：ABF基板制造流程
• 图表54：2021-2027年全球先进封装基板市场规模
• 图表55：2020年和2021年ABF载板市场份额
• 图表56：华峰测控营业收入及增速
• 图表57：华峰测控归母净利润及增速
• 图表58：长川科技营收及增速
• 图表59：长川科技归母净利润及增速
• 图表60：长川科技毛利率及净利率
• 图表61：长川科技分业务毛利率
• 图表62：长川科技分产品营收
• 图表63：长川科技研发投入及占比
• 图表64：新益昌营业收入
• 图表65：新益昌归母净利润
• 图表66：新益昌营收结构
• 图表67：新益昌分产品毛利率
• 图表68：全球封装设备市场规模及增速
• 图表69：各类封装设备占比
• 图表70：封测各环节设备国产化率
• 图表71：封装设备海外龙头公司
• 图表72：全球固晶机市场规模及增速
• 图表73：新益昌半导体封装设备营收及同比增速
• 图表74：新益昌HAD816-A自动高速固晶机
• 图表75：全球焊线机市场规模及增速
• 图表76：半导体焊线机竞争格局
• 图表77：开玖自动化焊线机产品矩阵完善
• 图表78：长电科技营收及增速
• 图表79：长电科技归母净利润情况
• 图表80：通富微电营业收入及增速
• 图表81：通富微电归母净利润及增速
• 图表82：伟测科技营业收入及增速
• 图表83：伟测科技归母净利润及增速
• 图表84：伟测科技IPO募投项目情况
• 图表85：甬矽电子营业收入及增速
• 图表86：甬矽电子归母净利润
• 图表87：甬矽电子IPO募投项目情况
• 图表88：兴森科技主要在建项目
• 图表89：兴森科技营业收入情况
• 图表90：兴森科技归母净利润情况
• 图表91：兴森科技盈利水平情况
• 图表92：兴森科技研发投入情况