(1)集成电路封测行业概况
①集成电路封测行业的基本介绍
集成电路封测是集成电路产品制造的后道工序,指将通过测试的晶圆按产品型号及功能需求加工得到独立集成电路的过程,具体包含封装与测试两个主要环节。
集成电路封装是指将集成电路与引脚相连接以达到连接电信号的目的,并使用塑料、金属、陶瓷、玻璃等材料制作外壳保护集成电路免受外部环境的损伤。集成电路封装不仅起到集成电路芯片内键合点与外部进行电气连接的作用,也为集成电路提供了一个稳定可靠的工作环境,使集成电路能够发挥正常的功能,并保证其具有高稳定性和可靠性。
集成电路测试包括进入封装前的晶圆测试(CP)以及封装完成后的成品测试(FT),晶圆测试主要是在晶圆层面上检验每个晶粒的电性,成品测试主要检验切割后产品的电性和功能,目的是在于将有结构缺陷以及功能、性能不符合要求的芯片筛选出来。
②集成电路封装的分类与演变
A、集成电路封装的分类
由于不同集成电路产品电性能、尺寸、应用场景等因素各不相同,因此造成封装形式多样复杂。根据是否具有封装基板以及封装基板的材质,集成电路封装产品可以分为四大类,即陶瓷基板产品、引线框架基板产品、有机基板产品和无基板产品。其中陶瓷基板产品、引线框架基板产品和有机基板产品都可以分为倒装封装和引线键合封装两种方式,而无基板产品又可具体分为扇出型封装(Fan-out)和扇入型晶圆级芯片尺寸封装(Fan-in WLCSP)两类。
数据来源:YoleDéveloppement
在业内,先进封装技术与传统封装技术主要以是否采用焊线(即引线焊接)来区分,传统封装一般利用引线框架作为载体,采用引线键合互连的形式进行封装,即通过引出金属线实现芯片与外部电子元器件的电气连接;而先进封装主要是采用倒装等键合互连的方式来实现电气连接。
B、集成电路封装技术的演变
集成电路封装技术经过数十年来的发展和演变,总体可归纳为从有线连接到无线连接、从芯片级封装到晶圆级封装、从二维封装到三维封装,具体的技术演变大致可以分为以下五个阶段:
资料来源:根据《中国半导体封装业的发展》整理
根据行业惯例以及国家政策文件的分类(如国家发改委发布的《产业结构调 整指导目录(2019 年本)》,上述表格中第三阶段起的封装技术可统称为先进 封装技术。目前,全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期和快速发展期, CSP、BGA、WLP 等主要先进封装技术进入大规模生产阶段,同时向以系统级 封装(SiP)、倒装(FC)、凸块制造(Bumping)、硅通孔(TSV)为代表的 第四、第五阶段发展。而中国大陆封装企业目前大多以第一、第二阶段的传统封 装技术为主,例如 DiP、SOP 等,产品定位中低端,技术水平较境外领先企业具 有一定差距。
③凸块制造技术是先进封装的代表技术之一
A、凸块制造技术基本介绍
凸块是定向生长于芯片表面,与芯片焊盘直接相连或间接相连的具有金属导电特性的凸起物。凸块工艺介于产业链前道集成电路制造和后道封装测试之间,是先进封装的核心技术之一。
凸块制造过程一般是基于定制的光掩模,通过真空溅镀、黄光、电镀、蚀刻等环节而成,该技术是晶圆制造环节的延伸,也是实施倒装(FC)封装工艺的基础及前提。相比以引线作为键合方式传统的封装,凸块代替了原有的引线,实现了“以点代线”的突破。该技术可允许芯片拥有更高的端口密度,缩短了信号传输路径,减少了信号延迟,具备了更优良的热传导性及可靠性。此外,将晶圆重布线技术(RDL)和凸块制造技术相结合,可对原来设计的集成电路线路接点位置(I/O Pad)进行优化和调整,使集成电路能适用于不同的封装形式,封装后芯片的电性能可以明显提高。
B、凸块制造技术演变及发展历史
凸块制造技术起源于 IBM 在 20 世纪 60 年代开发的 C4 工艺,即“可控坍塌芯片连接技术”(Controlled Collapse Chip Connection'),该技术使用金属共熔凸点将芯片直接焊在基片的焊盘上,焊点提供了与基片的电路和物理连接,该技术是集成电路凸块制造技术的雏形,也是实现倒装封装技术的基础,但是由于在当时这种封装方式成本极高,仅被用于高端 IC 的封装,因而限制了该技术的广泛使用。
C4 工艺在后续演化过程中逐渐被优化,如采用在芯片底部添加树脂的方法,增强了封装的可靠性。这种创新使得低成本的有机基板得到了发展,促进了 FC技术在集成电路以及消费品电子器件中以较低成本使用。此外,无铅材料得到了广泛的研究及应用,凸块制造的材料种类不断扩充。
在 20 世纪 80 年代到 21 世纪初,集成电路产业由日本转移至韩国、中国台湾,集成电路细分领域的国际分工不断深化,凸块制造技术也逐渐由蒸镀工艺转变为溅镀与电镀相结合的凸块工艺,该工艺大幅缩小了凸块间距,提高了产品良率。
近年来,随着芯片集成度的提高,细节距(Fine Pitch)和极细节距(UltraFinePitch)芯片的出现,促使凸块制造技术朝向高密度、微间距方向不断发展。
C、主要凸块制造技术类别
凸块制造技术是诸多先进封装技术得以实现和进一步发展演化的基础,经过多年的发展,凸块制作的材质主要有金、铜、铜镍金、锡等,不同金属材质适用于不同芯片的封装,且不同凸块的特点、涉及的核心技术、上下游应用等方面差异较大。
(a)金凸块
金凸块制造技术主要用于显示驱动芯片的封装,少部分用于传感器、电子标签类产品。目前,LCD、AMOLED 等主流显示面板的驱动芯片都离不开金凸块制造工艺,后续可通过倒装工艺将芯片倒扣在玻璃基板(Glass)、柔性屏幕(Plastic)或卷带(Film)上,利用热压合或者透过导电胶材使凸块与线路上的引脚结合起来。
(b)铜镍金凸块
在集成电路封测领域,铜镍金凸块属于新兴先进封装技术,近年来发展较为迅速,是对传统引线键合(Wire bonding)封装方式的优化方案。具体而言,铜镍金凸块可以通过大幅增加芯片表面凸块的面积,在不改变芯片内部原有线路结构的基础之上,对原有芯片进行重新布线(RDL),大大提高了引线键合的灵活性。此外,铜镍金凸块中铜的占比相对较高,因而具有天然的成本优势。
由于电源管理芯片需要具备高可靠、高电流等特性,且常常需要在高温的环境下使用,而铜镍金凸块可以满足上述要求并大幅降低导通电阻,因此铜镍金凸块目前主要应用于电源管理类芯片。
(c)铜柱凸块
铜柱凸块技术是新一代芯片互连技术,后段适用于倒装(FC)的封装形式,应用十分广泛。
铜柱凸块得益于铜的特性,拥有优越的导电性能、热性能和可靠性,且可满足环保要求。铜柱凸块具备窄节距的优点,铜柱的直径较锡球直径显著缩小,这样可使得芯片 I/O 引脚密度大幅提升,是先进制程的重要选择。此外,采用铜柱凸块技术在基板设计时可以减少基板层数的使用,实现整体封装成本的降低,与引线键合相比,其整体封装成本可大幅下降。
(d)锡凸块
锡凸块结构主要由铜焊盘(Cu Pad)和锡帽(SnAg Cap)构成,锡凸块一般是铜柱凸块尺寸的 3~5 倍,球体较大,可焊性更强(也可以通过电镀工艺,即电镀高锡柱并回流后形成大直径锡球),并可配合再钝化和重布线结构,主要用于FC 制程。
(2)全球集成电路封测行业发展情况
①全球集成电路封测市场基本介绍
1968 年,美国安靠公司的成立标志着封装测试业从 IDM 模式中独立出来,直到 2002 年安靠一直是全球封测龙头。1987 年台积电成立,成为全球第一家专业晶圆代工企业,并且长期占据全球晶圆代工 50%以上的市场份额。台积电的成功也带动了本地封测需求,中国台湾成为全球封测重地,日月光也于 2003 年取代安靠成为全球封测龙头。
根据赛迪顾问及 ChipInsights 的数据,2021 年全球前十大封测公司榜单中,前三大封测公司市场份额合计占比超过 50%,并且均实现两位数的增长。中国台湾企业在封测市场占据优势地位,十大封测公司中,中国台湾企业占据 5 家,分别为日月光、力成科技、京元电子、南茂科技和颀邦科技。中国大陆有长电科技、通富微电、华天科技、智路封测等 4 家企业上榜。
②全球集成电路封测市场规模
全球集成电路封测市场规模与集成电路市场整体规模的变动趋势基本一致。2021 年,受集成电路产能紧缺的影响,部分封测厂商提高了产品价格,加之下游市场需求旺盛,全球集成电路封测市场总体呈现较高的景气程度,市场规模预计可达到 684 亿美元,较 2020 年大幅增长 15.74%。未来,随着 5G 通信、AI、大数据、自动驾驶、元宇宙、VR/AR 等技术不断落地并逐渐成熟,全球集成电路产业规模将进一步提升,从而带动集成电路封测行业的发展。
资料来源:赛迪顾问
(3)中国大陆集成电路封测行业发展情况
①中国大陆集成电路封测市场基本介绍
目前,中国大陆封测产业主要拥有长电科技、通富微电和华天科技三家综合性封测企业。三大综合性封测企业封装技术较为先进、可封装形式繁多,近年来通过海外并购快速积累先进封装技术,在 BGA、Bumping、WLCSP、FC、TSV等先进封装领域布局完善,部分先进封装技术已与海外厂商同步,但先进封装产品的占比与境外封测巨头仍存在一定差距。
②中国大陆集成电路封测市场规模
根据中国半导体行业协会的统计,2021 年,消费类终端的强劲需求、新能源汽车渗透率的快速上升、数据中心的加速建设等因素均对集成电路封测行业形成强大的带动作用,同时供给需求的不匹配使得封测服务的价格水涨船高,叠加IC 设计公司及晶圆制造企业的快速发展,中国大陆集成电路封测产业销售额达2,763.00 亿元,较 2020 年增长 10.10%。预计到 2025 年,中国大陆集成电路封装测试行业销售额将超过 4,200 亿元。
资料来源:中国半导体行业协会、赛迪顾问
第一章 集成电路封装行业发展综述
第一节 集成电路封装行业相关概念概述
一、集成电路封装行业界定
二、集成电路封装的作用
三、集成电路封装的要求
第二节 最近3-5年中国集成电路封装行业经济指标分析
一、赢利性
二、成长速度
三、附加值的提升空间
四、进入壁垒/退出机制
五、风险性
六、行业周期
七、竞争激烈程度指标
八、行业及其主要子行业成熟度分析
第三节 集成电路封装行业供应链分析
一、产业链结构分析
二、主要环节的增值空间
三、与上下游行业之间的关联性
四、行业产业链上游相关行业分析
五、行业下游产业链相关行业分析
六、上下游行业影响及风险提示
第二章 集成电路封装行业市场环境及影响分析(pest)
第一节 集成电路封装行业政治法律环境(p)
一、行业管理体制分析
二、行业主要法律法规
三、集成电路封装行业相关标准
四、行业相关发展规划
五、政策环境对行业的影响
第二节 行业经济环境分析(e)
一、宏观经济形势分析
二、宏观经济环境对行业的影响分析
第三节 行业社会环境分析(s)
一、集成电路封装产业社会环境
二、社会环境对行业的影响
三、集成电路封装产业发展对社会发展的影响
第四节 行业技术环境分析(t)
一、集成电路封装技术分析
二、集成电路封装技术发展水平
三、2019-2021年集成电路封装技术发展分析
四、行业主要技术发展趋势
五、技术环境对行业的影响
第三章 我国集成电路封装行业运行现状分析
第一节 我国集成电路封装行业发展状况分析
一、我国集成电路封装行业发展阶段
二、我国集成电路封装行业发展总体概况
三、我国集成电路封装行业发展特点分析
四、集成电路封装行业经营模式分析
第二节 2019-2021年集成电路封装行业发展现状
一、2019-2021年我国集成电路封装行业市场规模
1、我国集成电路封装营业规模分析
2、我国集成电路封装投资规模分析
二、2019-2021年我国集成电路封装行业发展分析
三、2019-2021年中国集成电路封装企业发展分析
第三节 半导体封测发展情况分析
一、半导体行业发展概况
二、半导体行业景气预测
三、半导体封装发展分析
1、封装环节产值逐年成长
2、封装环节外包是未来发展趋势
第四节 集成电路封装类专利分析
一、专利分析样本构成
1、数据库选择
2、检索方式
二、专利发展情况分析
1、专利申请数量趋势
2、专利公开数量趋势
3、技术类型情况分析
4、技术分类趋势分布
5、主要权利人分布情况
第五节 集成电路封装过程部分技术问题探讨
一、集成电路封装开裂产生原因分析及对策
1、封装开裂的影响因素分析
2、管控影响开裂的因素的方法分析
二、集成电路封装芯片弹坑问题产生原因分析及对策
1、产生芯片弹坑问题的因素分析
2、预防芯片弹坑问题产生的方法
第四章 我国集成电路封装所属行业整体运行指标分析
第一节 2019-2021年中国集成电路封装所属行业总体规模分析
一、企业数量结构分析
二、人员规模状况分析
三、行业资产规模分析
四、行业市场规模分析
第二节 2019-2021年中国集成电路封装所属行业财务指标总体分析
一、行业盈利能力分析
二、行业偿债能力分析
三、行业营运能力分析
四、行业发展能力分析
第三节 我国集成电路封装市场供需分析
一、2019-2021年我国集成电路封装所属行业供给情况
1、我国集成电路封装行业供给分析
2、我国集成电路封装企业规模分析
3、重点市场占有份额
二、2019-2021年我国集成电路封装所属行业需求情况
1、集成电路封装行业需求市场
2、集成电路封装行业客户结构
3、集成电路封装行业需求的地区差异
三、2019-2021年我国集成电路封装行业供需平衡分析
第五章 中国集成电路封装行业市场需求分析
第一节 集成电路市场分析
一、集成电路市场规模
二、集成电路市场结构分析
1、集成电路市场产品结构分析
2、集成电路市场应用结构分析
三、集成电路市场竞争格局
四、集成电路国内市场自给率
五、集成电路市场发展预测
第二节 集成电路封装行业主要产品分析
一、bga产品市场分析
1、bga封装技术
2、bga产品主要应用领域
3、bga产品需求拉动因素
4、bga产品市场应用现状分析
5、bga产品市场前景展望
二、sip产品市场分析
1、sip封装技术
2、sip产品主要应用领域
3、sip产品需求拉动因素
4、sip产品市场应用现状分析
5、sip产品市场前景展望
三、sop产品市场分析
1、sop封装技术
2、sop产品主要应用领域
3、sop产品市场发展现状
4、sop产品市场前景展望
四、qfp产品市场分析
1、qfp封装技术
2、qfp产品主要应用领域
3、qfp产品市场发展现状
4、qfp产品市场前景展望
五、qfn产品市场分析
1、qfn封装技术
2、qfn产品主要应用领域
3、qfn产品市场发展现状
4、qfn产品市场前景展望
六、mcm产品市场分析
1、mcm封装技术水平概况
2、mcm产品主要应用领域
3、mcm产品需求拉动因素
4、mcm产品市场发展现状
5、mcm产品市场前景展望
七、csp产品市场分析
1、csp封装技术水平概况
2、csp产品主要应用领域
3、csp产品市场发展现状
4、csp产品市场前景展望
八、其他产品市场分析
1、晶圆级封装市场分析
2、覆晶/倒封装市场分析
3、3d封装市场分析
第三节 集成电路封装行业市场需求分析
一、计算机领域对行业的需求分析
1、计算机市场发展现状
2、集成电路在计算机领域的应用
3、计算机领域对行业需求的拉动
二、消费电子领域对行业的需求分析
1、消费电子市场发展现状
2、消费电子领域对行业需求的拉动
三、通信设备领域对行业的需求分析
1、通信设备市场发展现状
2、集成电路在通信设备领域的应用
3、通信设备领域对行业需求的拉动
四、工控设备领域对行业的需求分析
1、工控设备市场发展现状
2、集成电路在工控设备领域的应用
3、工控设备领域对行业需求的拉动
五、汽车电子领域对行业的需求分析
1、汽车电子市场发展现状
2、集成电路在汽车电子领域的应用
3、汽车电子领域对行业需求的拉动
六、其他应用领域对行业的需求分析
第六章 2019-2021年集成电路封装行业竞争形势及策略
第一节 行业总体市场竞争状况分析
一、集成电路封装行业竞争结构分析
1、现有企业间竞争
2、潜在进入者分析
3、替代品威胁分析
4、供应商议价能力
5、客户议价能力
6、竞争结构特点总结
二、集成电路封装行业企业间竞争格局分析
三、集成电路封装行业集中度分析
四、集成电路封装行业swot分析
第二节 中国集成电路封装行业竞争格局综述
一、集成电路封装行业竞争概况
二、中国集成电路封装行业竞争力分析
三、中国集成电路封装竞争力优势分析
四、集成电路封装行业主要企业竞争力分析
第三节 2019-2021年集成电路封装行业竞争格局分析
一、2019-2021年国内外集成电路封装竞争分析
二、2019-2021年我国集成电路封装市场竞争分析
三、2019-2021年我国集成电路封装市场集中度分析
四、2019-2021年国内主要集成电路封装企业动向
第四节 集成电路封装市场竞争策略分析
第七章 集成电路封装行业领先企业经营形势分析
第一节 飞思卡尔半导体(中国)有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第二节 威讯联合半导体(北京)有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第三节 江苏长电科技股份有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第四节 上海松下半导体有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第五节 深圳赛意法微电子有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第六节 南通富士通微电子股份有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第七节 星电子(苏州)半导体有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第八节 日月光封装测试(上海)有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第九节 瑞萨半导体(北京)有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第十节 英飞凌科技(无锡)有限公司
一、企业发展简况分析
二、企业经营情况分析
三、企业产品结构及新产品动向
四、企业销售渠道与网络
第八章 2022-2027年集成电路封装行业前景及趋势预测
第一节 2022-2027年集成电路封装市场发展前景
一、2022-2027年集成电路封装市场发展潜力
二、2022-2027年集成电路封装市场发展前景展望
三、2022-2027年集成电路封装细分行业发展前景分析
第二节 2022-2027年集成电路封装市场发展趋势预测
一、2022-2027年集成电路封装行业发展趋势
二、2022-2027年集成电路封装市场规模预测
1、集成电路封装行业市场规模预测
2、集成电路封装行业营业收入预测
三、2022-2027年集成电路封装行业应用趋势预测
四、2022-2027年细分市场发展趋势预测
第三节 2022-2027年中国集成电路封装行业供需预测
一、2022-2027年中国集成电路封装行业供给预测
二、2022-2027年中国集成电路封装企业数量预测
三、2022-2027年中国集成电路封装投资规模预测
四、2022-2027年中国集成电路封装行业需求预测
五、2022-2027年中国集成电路封装行业供需平衡预测
第四节 影响企业生产与经营的关键趋势
一、市场整合成长趋势
二、需求变化趋势及新的商业机遇预测
三、企业区域市场拓展的趋势
四、科研开发趋势及替代技术进展
五、影响企业销售与服务方式的关键趋势
第九章 2022-2027年集成电路封装行业投资机会与风险防范
第一节 集成电路封装行业投融资情况
一、行业资金渠道分析
二、固定资产投资分析
三、兼并重组情况分析
四、集成电路封装行业投资现状分析
第二节 2022-2027年集成电路封装行业投资机会
一、产业链投资机会
二、细分市场投资机会
三、重点区域投资机会
四、集成电路封装行业投资机遇
第三节 2022-2027年集成电路封装行业投资风险及防范
一、政策风险及防范
二、技术风险及防范
三、供求风险及防范
四、宏观经济波动风险及防范
五、关联产业风险及防范
六、产品结构风险及防范
七、其他风险及防范
第四节 中国集成电路封装行业投资建议
一、集成电路封装行业未来发展方向
二、集成电路封装行业主要投资建议
三、中国集成电路封装企业融资分析
第十章 集成电路封装行业发展战略研究
第一节 集成电路封装行业发展战略研究
第二节 对我国集成电路封装品牌的战略思考
第三节 集成电路封装经营策略分析
第四节 集成电路封装行业投资战略研究
第十一章 研究结论及发展建议
第一节 集成电路封装行业研究结论及建议
第二节 集成电路封装子行业研究结论及建议
第三节 集成电路封装行业发展建议
一、行业发展策略建议
二、行业投资方向建议
三、行业投资方式建议
图表目录
图表:集成电路封装行业生命周期
图表:集成电路封装行业产业链结构
图表:2021年全球集成电路封装行业市场规模
图表:2021年中国集成电路封装行业市场规模
图表:2021年中国集成电路封装市场占全球份额比较
图表:2021年集成电路封装行业集中度
图表:2021年集成电路封装市场价格走势
图表:2021年集成电路封装行业重要数据指标比较
图表:2022-2027年集成电路封装行业市场规模预测
图表:2022-2027年集成电路封装行业竞争格局预测