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半导体材料系列报告(下):Chiplet引领封测行业新机遇

电子设备2022-08-07胡杨华安证券后***
半导体材料系列报告(下):Chiplet引领封测行业新机遇

1华安研究•拓展投资价值华安证券研究所分析师:胡杨S0010521090001联系人:赵恒祯S0010121080026日期:2022年8月华安证券研究所半导体材料系列报告(下):Chiplet引领封测行业新机遇证券研究报告 2华安研究•拓展投资价值华安证券研究所目录1载板:市场空间大,国产化率低2引线框架:键合方式引领材料需求改变3探针:先进封装带来需求激增 3华安研究•拓展投资价值华安证券研究所•IC载板是半导体封装的关键载体,用于建立IC与PCB之间的讯号连接,全球市场规模约122亿美元,20年国产化率仅5%,国产替代空间巨大。与此同时,载板下游需求旺盛:载板市场空间20-26CAGR=13.2%;FC-BGA20-26CAGR=17.5%。•IC载板具有多种分类方式:①根据IC载板与芯片的连接方式:打线(WB)、倒装(FC)②IC载板与PCB的连接方式:球闸阵列封装(BGA)、 晶片尺寸封装(CSP)、栅格阵列封装(LGA)、插针网格阵列(PGA) ③根据绝缘层材料:a)有机:刚性(BT、ABF、MIS)、柔性(PI、PE); b)无机:陶瓷(氧化铝、氮化铝、碳化硅)当前主流IC载板类型包括FCBGA\PGA\LGA、WBBGA\CSP、FCCSP、RF&DigitalModule敬请参阅末页重要声明及评级说明IC载板-基础介绍:资料来源 :Prismark、珠海越亚招股说明书,华安证券研究所图表IC载板结构图资料来源 :XQ & Money DJ,华安证券研究所图表主流IC载板类型芯片与基板的连接方式类型简称产品应用领域市占率封装尺寸层数L/S(线宽/线距)基板制造工艺打线Wire Bonding球栅阵列WB BGA微处理器、南桥芯片、网络芯片25%20~35mm2~425~40um传统工艺芯片级封装WB CSP电脑内存、手机、快闪内存卡5~19mm225~40um传统工艺射频模块RF Module无线射频功率放大器、收发器、前端接收模块13%2~10mm2~625~50um传统工艺或薄核心层积层工艺数字模块Digital Module数码相机内存卡8~30mm2~630~75um传统工艺或薄核心层积层工艺倒装Flip Chip球栅阵列FC BGA微处理器、图形处理器、基带芯片、应用处理器、游戏机处理器41%20~75mm6~168~15um积层ABF材质针栅格阵列FC PGA微处理器触点栅格阵列FC LGA微处理器芯片级封装FC CSP应用处理器、基带芯片、智能手机加速处理器、电源管理\电力线收发器21%5~19mm3~610~20um积层半固化片、ABF或ETS内埋式线路基板 4华安研究•拓展投资价值华安证券研究所•主要方式及目的:通过异构、异质集成以及3D堆叠的方式,提升芯片的集成度,从而在不改变制程的前提下提升算力,解决摩尔定律失效问题。•技术挑战:TSV通孔 、Interposer中间板的加入带来封测难度和成本的上升。•对载板的影响:堆叠形式对载板面积的影响、先进封装对FC-BGA基板需求量的增加、Interposer等部件需求量的增加。敬请参阅末页重要声明及评级说明Chiplet技术引发的行业变革:资料来源 :SiP与先进封装,华安证券研究所图表Chiplet技术带来的异构化(左)和异质化(右)集成资料来源 :中电网,华安证券研究所图表2.5D及3D封装示意图 5华安研究•拓展投资价值华安证券研究所基材35%铜箔8%钢球6%其它51%•原材料主要依赖进口:IC载板的原材料包括基材、铜箔 、铜球等。其中 ,基材是最大的成本端,在IC载板的成本中占比超过30%。基材主要包括BT(全球占比约70%+;过于由日企三菱瓦斯生产,但由于其专利已过期,所以别国公司也开始涉猎)、ABF( 目前由日企味之素垄断)和MIS(属于新型技术)。基材目前国产化率较低,主要依赖进口•技术挑战:全流程材料涨缩控制、图形形成、镀铜、阻焊工艺、表面处理•趋势:高精度、高密度、小型化、薄型化敬请参阅末页重要声明及评级说明成本及工艺资料来源 :Prismark,华安证券研究所图表IC载板技术难点图表IC载板成本构成资料来源 :深联电路官网,华安证券研究所技术难点技术要求芯板薄而易变形配板结构、板件涨缩、层压参数、层间定位系统等工艺技术需取得突破图形形成线路补偿技术和控制、精细线路制作技术、镀铜厚度均匀性控制技术、精细线路的微蚀量控制技术镀铜线宽间距要求是15~50um,镀铜厚度均匀性要求位18um、刻蚀均匀度≥90%阻焊工艺IC载板阻焊表面高度差小于10微米,阻焊和焊盘的表面高度差不多超过15微米表面处理可打线的表面涂覆,选择性表面处理技术 6华安研究•拓展投资价值华安证券研究所•海外企业的共通点:①种类相对齐全→更易吸引客户:针对不同封装技术,海外龙头推出多种IC载板, 以满足下游各种需求②并购整合→扩大市占率:海外龙头在后期发展中通常选择通过并购扩大市占率并提高产品竞争力敬请参阅末页重要声明及评级说明竞争格局:资料来源 :各公司官网、各公司公告,华安证券研究所图表IC载板竞争格局图表本土企业IC载板布局情况资料来源 :Prismark,华安证券研究所注:①BT载板主要用于手机芯片、通讯芯片、内存芯片、LED等;②ABF载板主要用于CPU、GPU和芯片组等大型高端产品欣兴电子15%揖机电11%三星电机10%景硕科技9%南亚9%新光电气8%信泰电子7%大德5%京瓷5%日月光材料4%其它17%企业地区主要IC载板产品扩产规划投产地点投资金额扩产产品类型开工时间投产时间欣兴电子中国台湾WB CSP、WB BGA、FC CSP、FC BGA、PoP等大陆、台湾344亿新台币ABF、BT封装载板20192022揖斐电日本FC BGA、FC CSP日本河间1800亿日元ABF封装基板20212023三星电机韩国FC CSP、FC BGA、射频模组封装基板越南8.4亿美元FC BGA载板----景硕科技中国台湾WB CSP、WB BGA、FC CSP、FC BGA、COP、COF大陆、台湾100亿新台币ABF、BT封装载板20212023南亚中国台湾FC、WB大陆、台湾73.5亿+90亿新台币ABF、BT封装载板20202021新光电气日本FC载板、PBGA等日本河间900亿日元ABF封装基板20202022信泰电子韩国PBGA、CSP、BOC等----------大德韩国FC CSP、超薄CSP、SiP韩国1600亿韩元ABF封装基板20202022京瓷日本FC载板、模块载板----------日月光材料中国台湾PBGA、BOC、模组基板、FC CSP、SiP、WB载板----------深南电路中国大陆WB CSP、FC CSP、RF、FC BGA(在研)等广州60亿人民币FC BGA(ABF)、FC CSP、RF封装基板2021--无锡20亿人民币高阶倒装芯片IC载板20212025 -2026兴森科技中国大陆FC CSP FC BGA(在研)等珠海、广州12+60亿人民币封装载板、类载板20222023珠海越亚中国大陆RF Module基板珠海--高端射频及FC BGA封装载板20212022.07 7华安研究•拓展投资价值华安证券研究所敬请参阅末页重要声明及评级说明重点标的资料来源:wind、各公司公告、SEMI、IC Insights,华安证券研究所注:取wind一致估值,日期截至2022年6月26日图表行业基础情况图表IC载板企业客户情况图表IC载板企业财务数据客户兴森科技三星、长电科技、华天科技等深南电路半导体封测厂商、半导体制造厂商、半导体设计厂商主要材料封测环节中的成本占比主要用途发展趋势2021年全球市场空间(亿美元)2021~2026 CAGR国产化率IC载板(包括陶瓷)51%保护芯片、物理支撑、连接芯片与电路板、散热高精度、高密度、小型化、薄型化12211.89%4%公司市值(亿元)归母净利润(亿元)PEFY20业绩回顾(亿元)FY20关键比率主要产品21E22E23E21E22E23E半导体材料收入营业总收入YoY归母净利润YoY毛利率净利率ROE研发费用(亿元)员工总数兴森科技1637.349.0111.1422181510.8350.4024.92%6.2119.16%32.17%12.16%17.73%2.89 6295 IC载板、半导体测试版深南电路48518.3522.3326.45262218--139.4320.19%14.814%23.71%10.62%18.70%7.82 15740 IC载板 8华安研究•拓展投资价值华安证券研究所目录1载板:市场空间大,国产化率低2引线框架:键合方式引领材料需求改变3探针:先进封装带来需求激增 9华安研究•拓展投资价值华安证券研究所•引线框架是借助键合丝来实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接,形成电气回路的关键结构件,全球市场规模约32亿美元•引线框架主要用于低成本的传统封装、终端封装和内存芯片堆叠•引线框架VSIC载板:引线框架多用于引脚数小于160~240pin的DIP、SOP、QFN等传统封装形式;IC载板多用于引脚数多于160~240pin的复杂BAG、CSP等封装形式•分类方式(根据加工方式):机械冲压、化学蚀刻敬请参阅末页重要声明及评级说明引线框架-基础介绍:资料来源 :康强电子招股说明书,华安证券研究所图表引线框架应用方式资料来源 :中国产业信息网,华安证券研究所图表引线框架分类分类优点缺点模具冲压型生产工艺①生产效率高、适用于大规模生产②资金投入少、进入门槛低③可以生产带有凸性的引线框架④对于低脚位、产量大的引线框架产品,生产成本较低①模具制造周期较长,一般在2~3个月以上,供货周期较长②产品精度没有蚀刻型生产工艺的产品精度高,不适合生产多脚位(100脚位以上)引线框架③囿于材料的机械性能,不能生产超薄的引线框架蚀刻型生产工艺①生产线调整周期短,可以方便地转换所生产的引线框架的型号,适用于多品种小批量生产②产品精度高、可以生产多脚位(100脚以上)引线框架③适合生产超薄的引线框架①资金投入大、进入门槛高②不能生产带有凸性的引线框架③不适合生产厚的引线框架④对于低脚位、产量大的引线框架,生产成本较高 10华安研究•拓展投资价值华安证券研究所•原材料高端铜带主要依赖进口:国内铜加工企业由于技术工艺上的问题,还不能生产出高端的蚀刻铜带。并且 ,由于高端蚀刻铜带国内市场总需求量相对较小,难度又大,铜带生产企业开发高端蚀刻铜带的投入相对较少。所以, 引线的框架的原材料高端铜带采购困难,主要依赖进口•技术挑战:宽排及高密度的技术•趋势:更高宽度(2011年主流引线框架宽度位50~ 60mm, 但至2015年 ,引线框架宽度已提升至90~100mm) 、更高密度(单位面积引脚数增多)•SOT/SOD、SOP等表面贴装引线框架应用较为广泛,但其增速已趋于缓和,长远看或将逐渐被更小型的封装形式替代•QFN/DFN等的高密度蚀刻引线框架逐渐成为高性能低成本的主流封装,且蚀刻引线框架相较冲压型引线框架具有更高密度、更高精度、更宽排版,更符合引线框架发展趋势,但国内相关产品国产化率较低,具有广阔发展空间•功率分立器件引线框架将随新能源汽车及物联网等的应用普及,拥有较大市场发展,但由于汽车电子门槛较高,高端应用基本被日本与中国台湾企业垄断敬请参阅末页重要声明及评级说明引线框架-基础介绍:图表引线框架近期创新技术资料来源 :《 中国半导体封装测试产业调研报告》,华安证券研究所类别项目创新内容技术应用情况冲压引线框架宽排精密冲压模具技术提升了冲压模具的设计开发及加工制造工艺,使得引线框架可获得更高宽度、更小密度正逐渐趋于成熟,开始投入量产宽排连续局部电镀技术专门开发并提升了精密卷式压板电镀及片式压板电镀技术,使得引线框架的密度更高、局部电镀的区域面积更小、镀区的公差也更高升级版的压板电镀技术开始进入实际生产蚀刻引