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[导读]既然先进封装将成为行业未来发展的关键推动力之一,那么我们就有必要对封装产业尤其是国内的封装产业进行一个大致的了解,以便窥探产业未来发展趋势。接下将从技术种类、产业机遇及国内代表性企业近况等方面对产业进行一个简单的介绍。

封测是封装和测试制程的合称,其中封装是为保护芯片不受环境因素的影响,而将晶圆代工厂商制造好的集成电路装配为芯片的过程,具有连接芯片内部和外部电路沟通的作用;测试环节的目的是检查出不良芯片。作为半导体核心产业链上重要的一环,封测虽在摩尔定律驱动行业发展的时代地位上不及设计和制造,但随着“超越摩尔时代”概念的提出和到来,先进封装成为了延续摩尔定律的关键,在产业链上的重要性日渐提升。

既然先进封装将成为行业未来发展的关键推动力之一,那么我们就有必要对封装产业尤其是国内的封装产业进行一个大致的了解,以便窥探产业未来发展趋势。接下来将从技术种类、产业机遇及国内代表性企业近况等方面对产业进行一个简单的介绍。

封装技术有哪些?

封装的分类方式有多种,如以封装组合中芯片数目为依据可以分为单芯片封装和多芯片封装;以材料为依据可以分为高分子材料类和陶瓷类;以器件和电路板连接方式为依据可以分为引脚插入型和表面贴装型;以引脚分别为依据可以分为单边引脚、双边引脚、四边引脚、底部引脚等。

封装技术历经多年发展,常见的类型有如下几种:

BGA(Ball Grid Arraye):球栅阵列封装,表面贴装型封装之一,是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与PCB板互接,由美国Motorola公司开发。

CSP(Chip Scale Package):芯片级封装,该方式相比BGA同等空间下可以将存储容量提升三倍,是由日本三菱公司提出来的。

DIP(Dual In-line PACkage):双列直插式封装,插装型封装之一,指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,体积比较大。

MCM(Multi ChipModel):多芯片模块封装,可根据基板材料分为MCM-L,MCM-C 和MCM-D 三大类。

QFP(Quad Flat Package):四侧引脚扁平封装,表面贴装型封装之一,引脚通常在100以上,适合高频应用,基材方面有陶瓷、金属和塑料三种。

PGA(Pin Grid Array Package):插针网格阵列封装,插装型封装之一,基材多采用多层陶瓷基板。

SIP(Single In-line):单列直插式封装,引脚从封装一个侧面引出,排列成一条直线。

SIP(System In a Package):系统级封装,将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。对比MCM,3D立体化可以体现在芯片堆叠和基板腔体上。

WLP(Wafer Level Packaging):晶圆级封装,是一种以BGA为基础经过改进和提高的CSP,直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序,之后再进行切割制成单颗组件的方式。

上述封装方式中,系统级封装和晶圆级封装是当前受到热捧的两种方式。系统级封装因涉及到材料、工艺、电路、器件、半导体、封装及测试等技术,在技术发展的过程中对以上领域都将起到带动作用促进电子制造产业进步。晶圆级封装可分为扇入型和扇出型,IC制造领域巨头台积电能够独家拿下苹果A10订单,其开发的集成扇出型封装技术功不可没。

大陆封测产业的机遇

摩尔定律由英特尔创始人之一戈登摩尔提出,大致意思为,每隔18-24个月在价格不变的情况下,集成电路上可容纳的元器件数目会翻一倍,性能也将提升一倍。这一定律统治了半导体产业50多年,近些年却屡屡被预估将要走向终结,而预测者中甚至包括摩尔本人。而这条金科玉律走向末路的佐证之一便是英特尔修改了基于摩尔定律的“Tick-Tock”策略,将这一架构和工艺交替升级策略的研发周期在时间上从两年延长至三年,制程工艺变为三代一升级,并且其10nm制程一直跳票。

对于封测产业而言,摩尔定律的完结却并非坏事,在通过制程工艺进步提升芯片性能走向瓶颈后,系统级封装或晶圆级封装等技术成为了许多厂商用来提升芯片性能的途径,尤其系统级封装被认为是实现超越摩尔定律的More than Moore 路线的重要途径。

近几年大陆半导体产业虽然奋起直追,和美国、韩国及台湾等国家和地区的差距仍十分明显,但在超越摩尔定律时代这一情况或许将会发生改变。摩尔定律统治半导体产业的年代,设计和制造产业在技术、人才和资本支出等方面的高要求,造就了许多在行业内积累深厚的巨头,令大陆企业短时间内难以赶超。但封装产业对于人力和资本的要求没有设计业和制造业高,反而对人工成本更为敏感,这一有利因素也是大陆封装产业发展势头良好的原因之一。而在超越摩尔时代,虽然技术和资本对于产业发展的重要性将提高,但随着我国投入巨资发展半导体产业令产业链向大陆迁移,封装产业亦将受益获得进一步的成长。

此外,物联网也将成为推动封装产业发展的一大动力,未来联网设备对于芯片体积和功耗的要求将更胜智能手机,这将成为先进封装技术进一步占领市场的机会。而据预计到2020年全球物联智能设备的连接数将达300亿,而我国物联网连接数将达到10亿。中国物联网市场机会多多,为封装行业企业更上一层楼提供了沃土。

大陆三大封测企业勇攀高峰

上文曾说大陆对于半导体产业是高度重视的,在此情况下封测行业近几年发展迅速,虽然占据行业领军位置的仍是台湾地区,但大陆已有三家企业成功占据全球TOP 10中的三席。这三家企业分别是长电科技、华天科技、通富微电。

长电科技

长电科技公司于2003年上市是中国半导体业第一家上市公司,是全球半导体封测企业排名榜单的前三甲中唯一一家来自大陆的企业,而长电科技成就今时今日地位的过程中,以“蛇吞象”方式收购星科金朋是重要的一节。2015年公司以7.8亿美元的价格收购了当时全球排名第四位的新加坡厂商星科金朋,一跃进入全球一线阵营,拥有了位于中国、新加坡、韩国的八处生产基地。其中,值得一提的是该收购案是近几年为数不多成功的中国企业海外半导体收购案。在技术方面,长电科技是02专项承担企业之一,已实现与国际主流技术同步,掌握了WLCSP(晶圆片级芯片规模封装)、Wafer Bumping(晶圆凸块)、FC(倒装芯片)、铜线工艺等十大封装技术。据今年早些时候的报道可知,公司基于14nm晶圆工艺的封装芯片已通过客户电性能和可靠性验证并正式量产,长电科技已经确立了大陆封测行业领头羊的地位。

根据长电科技近日公布的年中报显示,报告期内公司营业收入为103.22亿元,同比增长37.42%,净利润0.89亿元,同比增长730.69%,基本每股收益0.07元。另外,原长电科技各项经营业务仍保持了稳定增长,营业收入达到50.94亿元,同比增长24.1%。同时公司晶圆级封装继续保持较高的增长,实现营业收入14.36亿元,同比增长58.98%,净利润9919万元,同比增长17.31%。对于下半年的展望,公司将紧抓智能手机季节性复苏和新应用领域产品快速增长的机遇。

华天科技

天水华天科技成立于2003年,2007年挂牌上市,公司已完成天水、西安、昆山、上海、深圳、美国六地的布局,是全球排名前十的封测厂商。2014年末与美国Flip Chip International,LLC公司(简称“FCI公司”)签署了《股东权益买卖协议》,以约2.58亿元收购了后者及其子公司100%股权。据悉,FCI公司的主业与华天科技相符,是一家在倒装凸块和晶圆级封装等方面技术领先的厂商。通过本次收购,进一步提高了华天科技在晶圆级封装及FC封装上的技术水平。公司还承担了02专项“多圈V/UQFN、FCQFN和AAQFN封装工艺技术研发及产业化”项目并顺利通过最终验收。

根据华天科技公布的半年报显示,公司上半年实现营收33.12亿元,同比增长33.67%,净利润2.55亿元,同比增长41.67%,每股收益0.12元。报告期内FC、Bumping、六面包封等先进封装产能进一步释放,使得公司的封装产品结构不断优化。并通过各种措施努力提高经济效益和运营水平,上半年公司集成电路封装业务毛利率达到19.24%,同比提高了2.64个百分点。此外,截止报告期末,《集成电路高密度封装扩大规模》、《智能移动终端集成电路封装产业化》、《晶圆级集成电路先进封装技术研发及产业化》三个项目募集资金投资进度分别达到了94.76%、98.08%和83.91%,未来公司将继续推进以上三个募集资金投资项目的建设。

通富微电

通富微电成立于1997年,于2007年上市,公司经过多年的积累封装技术范围已经囊括了包括Bumping、WLCSP、FC、BGA、SIP在内的先进封测技术,包括QFN(方形扁平无引脚封装)、QFP(方型扁平式封装技术)、SO(SOP的别称,小外形封装)在内的传统封装技术以及汽车电子产品、MEMS等封装技术;测试技术包括圆片测试、系统测试等。公司于2015年宣布已收购AMD苏州及槟城两家子公司各85%的股权,这两家公司是AMD下属专门从事封测业务的子公司,主要承接AMD内部的芯片封装和测试业务。通过收购,通富微电巩固了其在国内的领先地位并进一步提升了公司的行业影响力和海外知名度。

根据通富微电发布的年中报显示,报告期内公司营业收入为29.74亿元,同比增长70.66%,整体实现净利润1.22亿元,同比增长10.28%,归属于母公司股东的净利润为0.86亿元,同比增长0.22%,每股收益为0.09元。据悉,上半年公司先后启动2000wire unit产品、Cu wire to Cu pad bonding等新项目研发,包括中高功率电源模块、多媒体FCBGA/FCCSP、大数据计算产品在内的多个新项目顺利导入;通富超威苏州、通富超威槟城成功开发并开始生产14nm、16nm工艺技术产品,而7nm工艺正在研发中。完成02专项、科技、技改等各类项目(产品/资质/奖项等)申报、检查及验收70余项,新增到帐资金2097.66万元。新增专利授权32件,其中中国发明专利25件、实用新型3件、美国发明4件。

结语:从以上三家企业发布的年中报可以看出,不论是营收还是净利润都是增长状态的,这也证明了我国半导体封测产业正步步向上,未来继续蓬勃发展可期。

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