半导体材料是一种具有半导体特性的电子材料,可用于制造半导体器件和集成电路。常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等,硅是商业应用中最具影响力的材料,其下游应用非常广泛,包括集成电路、通信系统、光伏发电、人工智能等领域。半导体产业是科技创新的先驱,在世界经济发展中发挥着越来越重要的作用。半导体材料作为半导体工业的基石,对半导体工业的发展起着决定性的作用。近年来,为了促进我国半导体产业的发展,国家出台了一系列政策,推动我国半导体材料的国产化进程。
政府的政策扶持对半导体产业的发展起到了决定性的作用。半导体材料产业作为支撑半导体产业发展的上游产业,近年来受到国家一系列政策的扶持和鼓励。2020年8月4日,国务院出台了促进新时期集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策,从财税、投融资、IPO、研发等方面为半导体产业发展提供政策支持,进出口,有利于我国半导体材料产业的发展。当前,全球半导体产业正进入重大调整转型期,我国半导体产业也正迎来重要的战略机遇期和困难期。为促进我国半导体产业发展,国务院印发了《全国集成电路产业发展纲要》,对半导体产业发展作出如下规划。
成立国家集成电路产业投资基金(大基金),支持中国半导体产业发展。目前,大基金一期募集资金已投入,总规模1387亿元。有23家公共投资公司和29家非公共投资公司,共有约70个有效投资项目。重点投资IC芯片制造业,兼顾芯片设计、封装测试、设备材料等行业,实行市场化运作和专业化管理。目前,我国在芯片设计领域取得了许多突破,芯片设计水平居世界第二位。据中国半导体工业协会统计,2019年我国芯片设计行业销售额已突破3000亿元,占集成电路行业销售额的40.51%。然而,我国芯片制造能力仍然薄弱,大量芯片依赖进口。目前,我国芯片制造主要存在三大不足:核心原材料不能自给自足、芯片制造工艺仍薄弱、关键制造设备依赖进口。
与半导体市场的巨大规模相比,我们的产品自给率很低。根据CSIA公布的数据,2020年上半年,中国集成电路销售额达到3539亿元;然而,根据海关总署公布的数据,2020年上半年中国集成电路进口额达到1546.1亿美元,远高于国内集成电路销售额。由此可以看出,我国半导体国产化的空间巨大。
据媒体报道,自8月份以来,受 游戏 机、笔记本电脑和其他消费电子产品的需求增加影响,全球封测厂龙头日月光、力成 科技 等厂商的消费逻辑芯片封测订单明显增加,部分生产线已经满负荷运行。由于消费逻辑芯片的订单增加,部分后端厂商三季度的月产能预计环比会增长20%到25%。
作为集成电路产业链不可缺少的一部分,半导体封测得益于对更高集成度的需求,以及5G、消费电子、物联网等驱动,市场规模快速扩大。
根据中国半导体协会数据,2019年我国半导体封测市场达2350亿元,同比增长7.10%。2012年我国封测市场销售额为1036亿元,七年以来我国半导体封测市场年复合增速为12.4%,增速保持较高水平。
封测作为我国半导体领域优势最为突出的子行业,在当前国产半导体产业链中,国产化程度最高、行业发展最为成熟。
随着上游的芯片设计公司选择将订单回流到国内,具备竞争力的封测厂商将实质性受益。随着5G应用、AI、IoT等新兴领域发展,我国封测行业仍然有望保持高增长。
集成电路封装测试是半导体产业链的中下游,包括封装和测试两个环节。
封装是对制造完成的晶圆进行划片、贴片、键合、电镀等一系列工艺,以保护晶圆上的芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤,增强芯片的散热性能,以及将芯片的I/O端口引出的半导体产业环节。
而测试主要是对芯片、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。其中,封装环节价值占比约为80%~85%,测试环节价值占比约15%~20%。
全球集成电路企业主要分为两类,一种是涵盖集成电路设计、制造以及封装测试为一体的垂直整合型公司(IDM公司),例如三星、英特尔、海力士等独立专业化的公司。
另外一种则是将IDM公司进行拆分形成独立的公司,可以分为IC设计公司、晶圆代工厂及封装测试厂。全球知名封装测试厂包括安靠、日月光、长电 科技 、通富微电等。
封测环节是半导体细分领域国产化进展最快的环节。国内企业最早以封测技术为切入点进入集成电路产业,近年来,国内封测企业通过外延式扩张获得了良好的产业竞争力,技术实力和销售规模已进入世界第一梯队。
在芯片制造产能向大陆转移的大趋势下,大陆封测企业近水楼台,抢占了中国台湾、美国、日韩封测企业的份额。国内的几家封测厂商长电 科技 、华天 科技 、通富微电等巨头都已经挤进全球前十名。
长电 科技 联合产业基金、芯电半导体收购新加坡封测厂星科金朋,获得SiP、WLP、FC+Bumping能力以及扇出型封装技术,技术达到国际一流水平,主要掣肘在于客户资源。其规模进一步提升,目前已经做到全球第三名,同时在封测产品的布局上也进一步完善,在低端、中端、高端等封装领域都有突破。
华天 科技 收购美国FCI,通富微电联合大基金收购AMD苏州和槟城封测厂,晶方 科技 则购入英飞凌智瑞达部分资产。
全球十大封测厂通过这一系列并购后已经基本形成了日月光-矽品 科技 、安靠-J-Devices、长电 科技 -星科金朋等三大阵营。
全球封装技术的主流处于第三代的成熟期,向第四阶段演进。SiP和3D是封装未来重要的发展趋势,但鉴于3D封装技术难度较大、成本较高,SiP,PoP,HyBrid等封装仍是现阶段业界应用于高密度高性能系统级封装的主要技术。
在最高端技术上制造、封测已有融合:台积电已建立起CoWoS及InFO两大先进封测生态系统。日月光拥有FC+Bumping等成熟技术。
先进封装技术将推动半导体封装市场继续扩容。集成电路封装技术的演进主要为了符合终端系统产品的需求,为配合系统产品多任务、小体积的发展趋势,集成电路封装技术的演进方向即为高密度、高脚位、薄型化、小型化。
根据麦姆斯咨询援引Yole预测,2019年-2024年期间先进封装市场预计将以8%的复合年增长率增长,市场规模到2024年将达到440亿美元;与此同时,传统封装市场的复合年增长率预计仅为2.4%。
海通证券认为,全球集成电路产业为降低生产成本而将生产中心转移至亚洲地区,在完整的、动态的垂直分工体系下,技术、品质及交期均有保障;而且随着IDM公司逐步增加部分测试业务的外包,集成电路测试代工业务将朝着专业化、高品质服务方向不断发展。目前全球IC测试代工产业是封测一体厂和专业测试厂并存的格局,其中专业测试厂龙头厂商稳健成长。
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