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详解全球半导体封装及设备市场

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根据中国半导体行业协会数据,2019 年国内集成电路产业销售额 7562.3 亿元人民币,同比增长 15.8%,其中封测环节的销售额为 2349.7 亿元,同比增长 7.1%,占比约为 31.1%。2)随着 5G、人工智能、大数据等应用的不断扩张,对半导体器件性能的要求不断提高,而先进封装技术在提升芯片性能方面展现的巨大优势,吸引了全球各大主流 IC 封测厂商在先进封装领域进行持续布局,先进封装技术包括 FC BGA、FC QFN、2.5D/3D、WLCSP、Fan-Out 等非焊线形式。

 

芯片性能要求不断提高,先进封装前景广阔

现代半导体产业分工愈发清晰,大致可分为设计、代工、封测三大环节,其中封测即封装测试,位于半导体产业链的末端中下游:

1)封装是将芯片在基板上布局、固定及连接,并用可塑性绝缘介质灌封形成电子产品的过程,目的是保护芯片免受损伤,保证芯片的散热性能,以及实现电能和电信号的传输,确保系统正常工作;
2)测试主要是对芯片、电路等半导体产品的功能和性能进行验证的步骤,其目的在于将有结构缺陷以及功能、性能不符合要求的半导体产品筛选出来,以确保交付产品的正常应用。封装体主要是提供一个引线的接口,内部电性讯号可通过引脚将芯片链接到系统,并避免硅芯片受到外力、水、湿气、化学物等的破坏和腐蚀等 。

 

 

封装有多种分类方法:

1)按材料可以划分为:金属封装、陶瓷封装、塑料封装等;
2)按照和 PCB 板连接方式分为:PTH 封装、SMT 封装;
3)按照封装外型可分为:SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP 等。

随着 5G、人工智能、大数据等应用的不断扩张,对半导体器件性能的要求不
断提高,而先进封装技术在提升芯片性能方面展现的巨大优势,吸引了全球各大
主流 IC 封测厂商在先进封装领域进行持续布局,先进封装技术包括 FC BGA、FC
QFN、2.5D/3D、WLCSP、Fan-Out 等非焊线形式。

 

 

全球封装设备市场规模约为 42 亿美元、国内约 10亿美元,国内市场国产化率极低。

1)IC 封测可以分为前段和后段工艺,具体加工环节包括磨片、划片、装片、键合、塑封、电镀、切筋/打弯、打印、测试、包装、仓检、出货等环节,完成从晶圆到芯片出厂的过程。
2)根据 SEMI2018 年报告数据,全球封装设备约为 42 亿美元;另外根据 2018 年 VLSI 数据,半导体设备中,晶圆代工厂设备采购额约占 80%,检测设备约占 8%,封装设备约占 7%,硅片厂设备等其他约占 5%。假设该占比较稳定,结合 SEMI 最新数据计算,2019、2020 年全球封测设备市场空间约为41.86、42.56 亿美元,结合二者我们判断全球封测装备市场空间约为 42 亿美元,细分设备市场规模来看,贴片机 12.6 亿美
元、划片机/检测设备 11.76 亿美元、引线焊接设备 9.66 亿美元、塑封、切筋成型设备 7.56 亿美元。

3)2018-2020 年中国大陆半导体封装设备市场规模约为 9.2、9.4、10.4 亿美元。
4)在全球封装设备领域,全球重要企业有 ASM Pacific、K&S、Shinkawa、Besi 等等, 国内市场同样为这些国际企业占据,目前国产化程度很低,大基金二期起航有望实现突破。

 

根据 Yole 的统计数据,2018 年全球半导体市场规模约为 4688 亿美元,其中封测市场规模约为 560 亿美元,占比约为 11.95%,全球前五名企业分别为中国台湾日月光(19%,不含矽品精密)、美国安靠(15.6%)、中国长电科技(13%)、矽品精密(10%)、力成科技(8%)。

 

2018 年全球前十大封测厂中,包括三家中国大陆公司,分别是第 3 位的长电科技、第 6 位的通富微电和第 7 位的华天科技,三者合计市占率达到 22%,大陆企业在抢占中国台湾、美国、日韩等封测企业市场份额中规模不断扩大。

国内集成电路大发展已经成为必由之路,中美贸易摩擦背景下,各个环节的进口替代快速崛起,根据中国半导体行业协会数据,2019 年国内集成电路产业销售额 7562.3 亿元人民币,同比增长 15.8%,其中设计、制造、封测环节的销售额分别为 3063.5、2149.1、2349.7 亿元,分别同比增长 21.6%、18.2%、7.1%,其中封测环节收入占比约为 31.1%。

 

 

全球封装市场规模约 42 亿美元

根据 SEMI2018 年报告数据,全球封装设备约为 42 亿美元。另外根据 2018 年VLSI 数据,半导体设备中,晶圆代工厂设备采购额约占 80%,检测设备约占 8%,封装设备约占 7%,硅片厂设备等其他约占 5%。假设该占比较稳定,结合 SEMI 最新数据,2019 年全球半导体制造设备销售额达到 598 亿美元,此前预计 2020 年全球半导体设备销售额将达到 608 亿美元,据此计算出 2019、2020 年全球封测设备市场空间约为 41.86、42.56 亿美元。结合二者我们判断全球封测装备市场空间在40-42 亿美元。

与封装测试流程对应的,整个封装与测试设备包括划片机、引线焊接/键合设备、贴片机、塑封及切筋设备、电镀设备等,根据 VLSI 2018 年数据,贴片机、划片机/检测设备、引线焊接设备、塑封/切筋成型设备等占比较大,分别约为 30%、28%、23%、18%,则按照全球封测设备市场规模 42 亿美元计算,前述设备市场规模分别为贴片机 12.6 亿美元、划片机/检测设备 11.76 亿美元、引线焊接设备9.66 亿美元、塑封、切筋成型设备 7.56 亿美元。

 

根据 SEMI 2018 年数据,国内封装设备在半导体设备中的比重同样约为 7%,结合 SEMI 的数据,2018、2019 年中国大陆半导体设备销售额分别为 134.5 亿美元、2020 年将达到 149 亿美元,则 2018-2020 年中国大陆半导体封装设备市场规模约为 9.2、9.4、10.4 亿美元。

 

大基金二期已起航,卡脖子环节亟待突破

2014 年 6 月国务院颁布《集成电路产业发展推进纲要》,根据此文,我国集成电路产业 2020 年要达到与国际先进水平的差距逐步缩小、企业可持续发展能力大幅增强的发展目标,到 2030 年,我国集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队。

同年 9 月国家集成电路产业基金成立,总规模 1387 亿元,至 2018 年 5 月已经投资完毕,公开投资公司为 23 家,未公开投资公司为 29 家,累计有效投资项目达到 70 个左右,引导带动社会融资新增达到 5000 亿元左右。

 

2019 年 10 月 22 日国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司(简称“国家大基金二期”)注册成立,注册资本 2041.5 亿元,两倍于一期的注册资本,按照 1∶3 的撬动比,所撬动的社会资金规模在 6000 亿元左右。

国家大基金二期共有 27 位股东,第一大股东为财政部,出资 225 亿元占股11.02%,其余几家分别为国开金融有限责任公司(10.78%)、浙江富浙集成电路产业发展有限公司(7.35%)、上海国盛(集团)有限公司(7.35%)、中国烟草总公司(7.35%)、重庆战略性新兴产业股权投资基金合伙企业(有限合伙)(7.35%)、成都天府国集投资有限公司(7.35%)和武汉光谷金融控股集团有限公司(7.35%)。

在 2019 年 9 月中国(上海)集成电路创新峰会上,国家大基金表示未来投资布局方向主要有三,如下表所示,可见在大基金一期完成产业布局后,二期将重点支持龙头企业做大做强、产业聚集以及下游应用,其中对刻蚀机、薄膜设备、测试设备和清洗设备等领域已布局的企业保持高强度的持续支持,加快开展光刻机、化学机械研磨设备等核心设备以及关键零部件的投资布局等措施都将很大程度上利好国内半导体设备龙头企业。

2020-05-20
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