长电科技——半导体芯片封装和设计龙头企业

长电科技——半导体芯片封装和设计龙头企业,第1张

长电 科技 是全球领先的集成电路制造和技术服务提供商,提供全方位的芯片成品制造一站式服务,包括集成电路的系统集成、设计仿真、技术开发、产品认证、晶圆中测、晶圆级中道封装测试、系统级封装测试、芯片成品测试并可向世界各地的半导体客户提供直运服务。

通过高集成度的晶圆级(WLP)、2.5D/3D、系统级(SiP)封装技术和高性能的倒装芯片和引线互联封装技术,长电 科技 的产品、服务和技术涵盖了主流集成电路系统应用,包括网络通讯、移动终端、高性能计算、车载电子、大数据存储、人工智能与物联网、工业智造等领域。长电 科技 在全球拥有23000多名员工,在中国、韩国和新加坡设有六大生产基地和两大研发中心,在逾22个国家和地区设有业务机构,可与全球客户进行紧密的技术合作并提供高效的产业链支持。

随着市场对便携式移动数据访问设备的需求快速增长,市场对功能融合和封装复杂性的要求也在提升。同时对更高集成度,更好电气性能、更低时延,以及更短垂直互连的要求,正在迫使封装技术从 2D 封装向更先进的 2.5D 和 3D 封装设计转变。为了满足这些需求,各种类型的堆叠集成技术被用于将多个具有不同功能的芯片集中到越来越小的尺寸中。

长电 科技 积极推动传统封装技术的突破,率先在晶圆级封装、倒装芯片互连、硅通孔(TSV)等领域中采用多种创新集成技术,以开发差异化的解决方案,帮助客户在其服务的市场中取得成功。

3D 集成技术正在三个领域向前推进:封装级集成、晶圆级集成和硅级集成。

• 封装级集成

利用常规的焊线或倒装芯片工艺进行堆叠和互连,以构建传统的堆叠芯片和堆叠封装结构,包括:

堆叠芯片 (SD) 封装 ,通常在一个标准封装中使用焊线和倒装芯片连接,对裸片进行堆叠和互连。配置包括 FBGA-SD、FLGA-SD、PBGA-SD、QFP-SD 和 TSOP-SD。

层叠封装(PoP) ,通常对经过全面测试的存储器和逻辑封装进行堆叠,消除已知合格芯片 (KGD) 问题,并提供了组合 IC 技术方面的灵活度。倒装芯片 PoP 选项包括裸片 PoP、模塑激光 PoP 和裸片模塑激光 PoP 配置 (PoP-MLP-ED)。

封装内封装 (PiP) ,封装内封装 (PiP) 通常将已封装芯片和裸片堆叠到一个 JEDEC 标准 FBGA 中。经过预先测试的内部堆叠模块 (ISM) 接点栅格阵列 (LGA) 和 BGA 或已知/已探测合格芯片 (KGD),通过线焊进行堆叠和互连,然后模塑形成一个与常规FBGA封装相似的 CSP。

3D 晶圆级集成 (WLP) 使用再分布层和凸块工艺来形成互连。晶圆级集成技术涵盖创新的扇入(FIWLP) 和扇出 (FOWLP) 选项,包括:

嵌入式晶圆级 BGA(eWLB) - 作为一种多功能的扇出型嵌入式晶圆级 BGA 平台,eWLB 灵活的重建制造工艺可以降低基板的复杂性和成本,同时在一系列可靠、低损耗的 2D、2.5D 和 3D 解决方案中实现高性能、小尺寸和非常密集的互连。长电 科技 的 3D eWLB-SiP 和 eWLB-PoP 解决方案包括多个嵌入式无源和有源元器件,提供面对背、面对面选项,以及单面、1.5 面、双面超薄 PoP 配置。对于需要全 3D 集成的应用,长电 科技 的面对面 eWLB PoP 配置通过 eWLB 模塑层,在应用处理器和存储器芯片之间提供直接的垂直互连,以实现高带宽、极细间距的结构,其性能不逊色于 TSV 技术。

包封 WLCSP (eWLCSP ) - 一种创新的 FIWLP 封装,采用扇出型工艺,也称为 FlexLine 方法,来构建这种创新、可靠的包封 WLCSP 封装。

WLCSP - 标准晶圆级 CSP 封装。随着各种工艺技术的发展,例如低固化温度聚合物、将铜材料用于凸块下金属化 (UBM) 和 RDL,我们可以实现更高的密度,提高 WLCSP 封装的可靠性。

在真正的 3D IC 设计中,目标是将一个芯片贴合在另一个芯片上,两者之间没有任何间隔(无中介层或基材)。目前,“接近 3D”的集成通常也称为 2.5D 集成,其实现方法是使用薄的无源中介层中的硅通孔 (TSV),在封装内部连接芯片。芯片之间的通信通过中介层上的电路进行。FOWLP 工艺还可以产生一种被称为2.5D eWLB的创新过渡技术,在这种技术中,使用薄膜扇出型结构来实现高密度互连。长电 科技 的硅级集成产品组合包括:

2.5D / 扩展 eWLB - 长电 科技 基于 eWLB 的中介层可在成熟的低损耗封装结构中实现高密度互连,提供更高效的散热和更快的处理速度。3D eWLB 互连(包括硅分割)是通过独特的面对面键合方式实现,无需成本更高的 TSV 互连,同时还能实现高带宽的 3D 集成。基于 eWLB 的中介层简化了材料供应链,降低了整体成本,为客户提供了一个强大的技术平台和路径,帮助客户将器件过渡到更先进的 2.5D 和 3D 封装。

MEOL集成的2.5D封装 - 作为首批在2.5D 封装领域拥有成熟 MEOL TSV 集成经验的 OSAT 之一,长电 科技 在这个新兴互连技术领域扮演着重要角色,专注于开发经济高效的高产量制造能力,让 TSV 成为具有商业可行性的解决方案。长电 科技 还与众多的客户、研究机构和领先代工厂开展协作,为集成式 3D 封装解决方案开发有效的商业模式。

2.5/3D集成技术圆片级与扇出封装技术系统级封装技术倒装封装技术焊线封装技术MEMS与传感器

长电 科技 为以下封装选项提供晶圆级技术:

• eWLB(嵌入式晶圆级球栅阵列)

• eWLCSP(包封晶圆级芯片尺寸封装)

• WLCSP(晶圆级芯片尺寸封装)

• IPD(集成无源器件)

• ECP(包封芯片封装)

• RFID(射频识别)

当今的消费者正在寻找性能强大的多功能电子设备,这些设备不仅要提供前所未有的性能和速度,还要具有小巧的体积和低廉的成本。这给半导体制造商带来了复杂的技术和制造挑战,他们试图寻找新的方法,在小体积、低成本的器件中提供更出色的性能和功能。长电 科技 在提供全方位的晶圆级技术解决方案平台方面处于行业领先地位,提供的解决方案包括扇入型晶圆级封装 (FIWLP)、扇出型晶圆级封装 (FOWLP)、集成无源器件 (IPD)、硅通孔 (TSV)、包封芯片封装 (ECP)、射频识别 (RFID)。

突破性的 FlexLineTM 制造方法

我们的创新晶圆级制造方法称为 FlexLineTM 方法,为客户提供了不受晶圆直径约束的自由,同时实现了传统制造流程无法实现的供应链简化和成本的显著降低。FlexLine 制造方法是不同于常规晶圆级制造的重大范式转变,它为扇入型和扇出型晶圆级封装提供了很高的灵活性和显著的成本节省。

FlexLine方法,为客户提供了不受晶圆直径约束的自由,同时实现了传统制造流程无法实现的供应链简化和成本的显著降低。

用于 2.5D 和 3D 集成的多功能技术平台

FlexLine方法,为客户提供了不受晶圆直径约束的自由,同时实现了传统制造流程无法实现的供应链简化和成本的显著降低。

半导体公司不断面临复杂的集成挑战,因为消费者希望他们的电子产品体积更小、速度更快、性能更高,并将更多功能集成到单部设备中。半导体封装对于解决这些挑战具有重大影响。当前和未来对于提高系统性能、增加功能、降低功耗、缩小外形尺寸的要求,需要一种被称为系统集成的先进封装方法。

系统集成可将多个集成电路 (IC) 和元器件组合到单个系统或模块化子系统中,以实现更高的性能、功能和处理速度,同时大幅降低电子器件内部的空间要求。

什么是系统级封装?

系统级封装 (SiP) 是一种功能电子系统或子系统,包括两个或更多异构半导体芯片(通常来自不同的技术节点,针对各自的功能进行优化),通常搭载无源元器件。SiP 的物理形式是模块,根据最终应用的不同,模块可以包括逻辑芯片、存储器、集成无源器件 (IPD)、射频滤波器、传感器、散热片、天线、连接器和/或电源芯片。

先进 SiP 的优势

为了满足用户提高集成度、改善电气性能、降低功耗、加快速度、缩小器件尺寸的需求,以下几大优势促使业界转向先进的SiP 解决方案:

• 比独立封装的元器件更薄/更小的外形尺寸

• 提高了性能和功能集成度

• 设计灵活性

• 提供更好的电磁干扰 (EMI) 隔离

• 减少系统占用的PCB面积和复杂度

• 改善电源管理,为电池提供更多空间

• 简化 SMT 组装过程

• 经济高效的“即插即用”解决方案

• 更快的上市时间 (TTM)

• 一站式解决方案 – 从晶圆到完全测试的 SiP 模块

应用

当前,先进的 SiP 和微型模块正被应用于移动设备、物联网 (IoT)、可穿戴设备、医疗保健、工业、 汽车 、计算和通信网络等多个市场。每种先进 SiP 解决方案的复杂程度各不相同,这取决于每种应用需要的元器件的数量和功能。

以下是高级 SiP 应用的一些示例:

根据应用需求和产品复杂度,我们提供多种先进 SiP 配置,从带有多个有源和无源元件、通过倒装芯片、引线键合和SMT进行互连的传统2D 模块,到更复杂的模块,如封装内封装 (PiP)、层叠封装 (PoP)、2.5D 和 3D 集成解决方案。先进的SiP 模块配置 (2D/2.5D/3D) 针对特定终端应用进行定制,旨在充分发挥它们的潜在优势,包括性能、成本、外形尺寸和产品上市时间 (TTM)。

在倒装芯片封装中,硅芯片使用焊接凸块而非焊线直接固定在基材上,提供密集的互连,具有很高的电气性能和热性能。倒装芯片互连实现了终极的微型化,减少了封装寄生效应,并且实现了其他传统封装方法无法实现的芯片功率分配和地线分配新模式。

长电 科技 提供丰富的倒装芯片产品组合,从搭载无源元器件的大型单芯片封装,到模块和复杂的先进 3D 封装,包含多种不同的低成本创新选项。长电 科技 的丰富倒装芯片产品组合包括:

FCBGA 和 fcCSP 都使用锡球来提供第二级 (BGA) 互连。

颠覆性的低成本倒装芯片解决方案:fcCuBE

长电 科技 还提供名为“fcCuBE ”的创新低成本倒装芯片技术。fcCuBE 是一种低成本、高性能的先进倒装芯片封装技术,其特点是采用铜 (Cu) 柱凸块、引线焊接 (BOL) 互连以及其他增强型组装工艺。顾名思义,fcCuBE 就是采用铜柱、BOL 和增强工艺的倒装芯片。fcCuBE 技术适用于各种平台。自 2006 年获得首个与 fcCuBE 相关的创新 BOL 工艺专利以来,长电 科技 投入大量资金,将这一变革性技术发展成为引人注目的倒装芯片解决方案,广泛应用于从低端到高端的移动市场以及中高端消费和云计算市场的终端产品。

fcCuBE 的优势是推动来自成本敏感型市场,如移动和消费类市场,以及网络和云计算市场的客户广泛采用这种封装,因为在这些市场上,布线密度和性能的增加是必然趋势。fcCuBE 的独特 BOL 互连结构可扩展到非常细的凸块间距,实现高 I/O 吞吐量,同时缓解与应力相关的芯片与封装之间的交互作用 (CPI),而这种现象通常与无铅和铜柱凸块结构相关。这对于中高端的网络和消费类应用而言尤其重要。

长电 科技 提供全方位一站式倒装芯片服务

凭借在晶圆级封装、晶圆探针和最终测试方面的强劲实力,长电 科技 在为客户提供全方位一站式服务方面独具优势。长电 科技 提供从涉及到生产的全方位一站式倒装芯片服务,包括高速、高引脚数的数字和射频测试。

焊线形成芯片与基材、基材与基材、基材与封装之间的互连。焊线被普遍视为最经济高效和灵活的互连技术,目前用于组装绝大多数的半导体封装。

长电 科技 的多种封装方法都采用焊线互连:

铜焊线

作为金线的低成本替代品,铜线正在成为焊线封装中首选的互连材料。铜线具有与金线相近的电气特性和性能,而且电阻更低,在需要较低的焊线电阻以提高器件性能的情况下,这将是一大优势。长电 科技 可以提供各类焊线封装类型,并最大程度地节省物料成本,从而实现最具成本效益的铜焊线解决方案。

层压封装

基于层压的球栅阵列 (BGA) 互连技术最初推出的目的是满足高级半导体芯片不断增长的高引线数要求。BGA 技术的特点是将引线以小凸块或焊球的形式置于封装的底面,具有低阻抗、易于表面安装、成本相对较低和封装可靠性高等特点。长电 科技 提供全套的基于层压的 BGA 封装,包括细间距、超薄、多芯片、堆叠和热增强配置。

除了标准层压封装之外,长电 科技 还提供多种先进堆叠封装选项,包括一系列层叠封装 (PoP) 和封装内封装 (PiP) 配置。

引线框架封装

引线框架封装的特点是芯片包封在塑料模塑复合物中,金属引线包围封装周边。这种简单的低成本封装仍然是很多应用的最佳解决方案。长电 科技 提供全面的引线框架封装解决方案,从标准引线框架封装到小巧薄型热增强封装,包括方形扁平封装 (QFP)、四边/双边无引脚、扁平封装 (QFN/DFN)、薄型小外型封装 (TSOP)、小外形晶体管 (SOT)、小外形封装 (SOP)、双内联封装 (DIP)、晶体管外形 (TO)。

存储器器件

除了增值封装组装和测试服务之外,长电 科技 还提供 Micro-SD 和 SD-USB 这两种格式的存储卡封装。Micro-SD 是集成解决方案,使用 NAND 和控制器芯片,SD-USB 则是裸片和搭载 SMT 元器件的预封装芯片。长电 科技 的存储卡解决方案采用裸片级别组装、预封装芯片组装,或者两者结合的方式。

全方位服务封装设计

我们在芯片和封装设计方面与客户展开合作,提供最能满足客户对性能、质量、周期和成本要求的产品。长电 科技 的全方位服务封装设计中心可以帮助客户确定适用于复杂集成电路的最佳封装,还能够帮助客户设计最适合特定器件的封装。

2.5/3D集成技术圆片级与扇出封装技术系统级封装技术倒装封装技术焊线封装技术MEMS与传感器

MEMS and Sensors

随着消费者对能够实现传感、通信、控制应用的智能设备的需求日益增长,MEMS 和传感器因其更小的尺寸、更薄的外形和功能集成能力,正在成为一种非常关键的封装方式。MEMS 和传感器可广泛应用于通信、消费、医疗、工业和 汽车 市场的众多系统中。

传感器

传感器是一种能够检测/测量物理属性,然后记录并报告数据和/或响应信号的装置或系统。传感器通常组装在模块中,这些模块能够基于模拟或传感器馈送信号来作出响应。传感器有很多不同的类型和应用,例如压力传感器、惯性传感器、话筒、接近传感器、指纹传感器等

微机电系统 (MEMS)

MMEMS 是一种专用传感器,它将机械和电气原件通过分立或模块方式组合起来。MEMS是典型的多芯片解决方案,例如感应芯片与专用集成电路 (ASIC) 配对使用。MEMS 器件可以由机械元件、传感器、致动器、电气和电子器件组成,并置于一个共同的硅基片上。在消费、 汽车 和移动应用中使用基于 MEMS 的传感器具备一些优势,包括体积小、功耗低、成本低等。

集成一站式解决方案

凭借我们的技术组合和专业 MEMS 团队,长电 科技 能够提供全面的一站式解决方案,为您的量产提供支持,我们的服务包括封装协同设计、模拟、物料清单 (BOM) 验证、组装、质量保证和内部测试解决方案。长电 科技 能够为客户的终端产品提供更小外形尺寸、更高性能、更低成本的解决方案。我们的创新集成解决方案能够帮助您的企业实现 MEMS 和传感器应用的尺寸、性能和成本要求。

1. 嵌入式晶圆级球栅阵列 (eWLB) - 单芯片、多芯片和堆叠的层叠封装配置

2. 晶圆级芯片尺寸封装 (WLCSP) - 非常小的单芯片

3. 倒装芯片芯片尺寸封装 (fcCSP)- 单芯片或多芯片的倒装芯片配置

4. 细间距球栅阵列 (FBGA) - 单芯片或多芯片配置

5. 接点栅格阵列 (FBGA) - 单芯片或多芯片配置

6. 四边扁平无引脚 (FBGA) - 单芯片或多芯片配置

长电 科技 提供全方位一站式倒装芯片服务

凭借在晶圆级封装、晶圆探针和最终测试方面的强劲实力,长电 科技 在为客户提供全方位一站式处理方面独具优势。长电 科技 提供从设计到生产的全方位一站式倒装芯片服务,包括高速、高引脚数的数字和射频测试。

全方位一站式解决方案的优势

• 缩短产品上市时间

• 提升整体流程效率

• 提高质量

• 降低成本

• 简化产品管理

长电 科技 位于中国、新加坡、韩国和美国的全球特性分析团队,致力于为全球客户提供先进的封装表征服务,确保客户拥有高质量、高性能、可靠和高性价比的封装设计,以满足他们的市场需求。

晶圆凸块技术可以在半导体封装中提供显著的性能、外形尺寸和成本优势。晶圆凸块是一种先进的制造工艺,在切割之前就在半导体晶圆表面形成金属焊球或凸块。晶圆凸块实现了器件中的芯片与基材或印刷电路板之间的互连。焊球的成分和尺寸取决于多种因素,例如半导体器件的外形尺寸、成本以及电气、机械和热性能要求。

长电 科技 在晶圆凸块的众多合金材料和工艺方面拥有丰富的经验,包括采用共晶、无铅和铜柱合金的印刷凸块、锡球和电镀技术。我们的晶圆凸块产品包括 200mm 和 300mm 晶圆尺寸的晶圆凸块和再分配,以提供完整的一站式先进倒装芯片封装和晶圆级封装解决方案。

长电 科技 的认证质量测试中心,提供多种可靠性试验,包括环境可靠性测试、使用寿命可靠性测试、板级可靠性试验,和全方位的故障分析服务。

封测市场高景气,公司治理和业务协同不断强化,业绩实现高速增长: 公司 2020 年归母净利润同比+1371.17%,业绩实现高速增长,主要得益 于公司进一步深化海内外制造基地资源整合、提高营运效率、改善财务 结构,大幅度提高了经营性盈利能力。2020 年,公司海外并购的新加坡 星科金朋实现营业收入 13.41 亿美元,同比增长 25.41%,净利润从 2019 年的亏损 5,431.69 万美元到 2020 年的盈利 2,293.99 万美元,实现全面 扭亏为盈。另外,收购后,子公司长电国际利用星科金朋韩国厂的技术、 厂房等新设立的长电韩国工厂(JSCK)在 2020 年实现营业收入 12.35 亿美元,同比增长 64.97%;净利润 5,833.49 万美元,同比增长 669.97%。 2021 年第一季度,公司业绩延续高增长趋势,归母净利润同比 +188.68%,毛利率 16.03%,同比+2.93pct,净利率 5.76%,同比+3.41pct。

公司可为客户提 供从设计仿真到中后道封测、系统级封测的全流程技术解决方案,已成 为中国第一大和全球第三大封测企业。公司产能全球布局,各产区的配 套产能完善,随着产能利用率的持续提升,公司生产规模优势有望进一 步凸显,同时,各产区互为补充,各具技术特色和竞争优势,完整覆盖 了低、中、高端封装测试领域,在 SiP、WL-CSP、2.5D 封装等先进封 装领域优势明显。公司聚焦 5G 通信、高性能计算、 汽车 电子、高容量 存储等关键应用领域,大尺寸 FC BGA、毫米波天线 AiP、车载封测方 案和 16 层存储芯片堆叠等产品方案不断突破,龙头地位稳固。

用户资源和 高附加价值产品项目,加强星科金朋等工厂的持续盈利能力。目前,公 司国内工厂的封测服务能力持续提升,车载涉安全等产品陆续量产,同 时,韩国厂的 汽车 电子、5G 等业务规模不断扩大,新加坡厂管理效率 和产能利用率持续提升,盈利能力稳步改善。随着公司各项业务和产线 资源整合的推进,公司盈利能力有望持续提升,未来业绩增长动能充足。

近日笔者跟踪了复旦微电子这家准备科创板上市的集成电路设计企业,公司在从事安全与识别芯片、非挥发存储器、智能电表芯片等领域的芯片设计之外,还从事集成电路测试服务这项比较特殊的业务。说它特殊是因为原本这块业务主要由封测厂商承接,但随着集成电路产业分工越发明细,以及一些厂商出于成本、技术等方面的考虑和市场对芯片及晶圆测试的提出的更高要求,专业的第三方集成电路测试服务模式应运而生。

恰逢其时的是复旦微电子科创板IPO申请被受理,而利扬芯片作为专业集成电路测试服务提供商刚好通过科创板上市委审核,因此我们可以通过解读利扬芯片招股书得以了解行业更多的信息,同时也对公司存在的风险进行提示,以免投资者踩雷。

诞生于1987年的台积电开启了专业分工模式的先河, 半导体产业的模式也变为设计、制造和封装测试三个主要环节,即我们常说的Fabless模式、Foundry模式和OSAT模式,其中封装测试处于半导体产业链的后段。封装是将通过测试的晶圆加工得到独立芯片的过程,测试则是检测不良芯片的过程,该过程包括封装前的晶圆测试和封装后的成品测试,经成品测试合格的芯片将向终端用户销售:

独立第三方专业集成电路测试的价值是:第一由于专业测试是主动性进行新产品导入并提供相应的测试服务,因此对市场需求和部分客户个性化测试要求能快速反应;第二是可向客户提供中立的判断,而OSAT企业有可能出于自身利益而做出损害客户利益的事项;第三是专业测试服务提供商凭借在大量芯片测试和规模化量产实践中积累的经验帮助客户缩短投放市场的时间周期,自身产能调配灵活,测试效率较高。当然传统的封测一体化模式封装和测试均在场内进行,而专业第三方模式则是将封装和测试做到了分离,因此增加了物流时间和成本,也提高了芯片的成本:

作为半导体产业链的关键环节,测试服务贯穿于设计、制造、封装等全过程,是确保芯片良率和成本控制的重要举措。利扬芯片招股书比较详细的展示了晶圆测试和芯片成品测试的流程,其中晶圆测试环节是结合探针台和测试机等设备组成的测试系统对批量生产的晶圆进行测试;成品测试则是结合分选机和测试机等组成的测试系统对已完成封装的芯片进行测试。这儿透露两点信息;第一是晶圆测试发生在封装前,而且设备主要为探针台和测试机;第二是成品测试发生在封装后,设备主要为分选机和测试机,两过程所用设备有很大差异,因此结合长川 科技 和华峰测控等业务差异与设备差异,也就对这几家重要的设备厂商所处产业链位置有了更直观的了解:

在具体测试服务方面,利扬芯片主要提供晶圆测试、成品测试、晶圆减薄和晶圆切割服务,业务组成与京元电子类似。当然从利扬芯片的测试设备供应商来看,公司晶圆测试设备主要来自爱德万测试和泰瑞达,成品测试设备主要供应商是EPSON,晶圆减薄和晶圆切割设备主要来自Disco,国内设备还是难得一见,国产化率依旧面临很大挑战:

经过多年的技术积累,目前利扬芯片已拥有数字芯片、模拟芯片、混合信号芯片以及射频芯片等多种系统级芯片测试解决方案,下游领域主要面向5G通信(射频芯片、LNA、FPGA、PA和Switch)等、传感器(MEMS、生物识别、消防安全等)、智能可穿戴(物联网、人脸识别、智慧家居等)、 汽车 电子(车联网、自动驾驶和ETC等)、北斗应用(雷达、导航、定位等)、计算类芯片(AI、服务器、云计算)等诸多领域,技术上可提供8nm制程的集成电路测试。公司重要客户主要有汇顶 科技 、全志 科技 、国民技术等上市公司以及深圳比特微电子等公司,2019年前五大客户销售收入占营收比例为76.39%,其中深圳比特微电子、汇顶 科技 和全志 科技 的营收占比分别为28.75%、27.42%和12.12%,客户集中度较高且对重要客户存在一定依赖性。

利扬芯片将测试频率高于100MHz且通道数大于512Pin的测试系统划分为高端测试平台,目前SoC芯片、FPGA和AI等选用高端测试平台,因此高端平台具有较高溢价空间;终端测试平台主要用于MCU、触控、指纹和电源管理芯片等。从收入构成来看,公司芯片测试平台营收占比超过65%,其中芯片测试-高端测试平台收入占比从2.3%提升至32.3%,毛利率也从53.9%提升至77.3%,但晶圆测试毛利率较低:

集成电路第三方测试服务出现至今也有30多年,这一切都要归功于京元电子这家中国台湾的企业。

京元电子成立于1987年5月,公司位于中国台湾新竹,生产基地位于苗栗县。成立之初公司主要从事晶圆切割服务,这原本是封装工序中的一道重要工序,但随着晶圆级封装等先进技术的出现,晶圆切割已经成为边缘业务。2000年左右京元电子开启全球化进程,重要的事件有:2000年在美国成立分公司,2002年和2006年在苏州设立两家子公司,此外公司还在新加坡和日本设立分公司。目前京元电子在中国台湾建有10.8万平方米的工厂,无尘室面积达到18.73万平方米,在苏州的工厂面积和无尘室面积分别达到4.46万平方米和1.02万平方米:

目前京元电子主要提供的测试服务项目有:晶圆针测、IC成品测试、预烧测试和封装及其他项目,产品线涵盖Memory、逻辑及混合信号、SoC、CIS、RF及无线、MEMS和显示屏驱动器等,拥有设备总数超过4000台。公司提供的封装技术有BGA、DFN、TSOP、LGA等成熟封装技术以及面向存储器的eMMC/Emcp等封装技术。京元电子是目前全球最大的专业第三方测试公司,晶圆针测量每月产能约为46万片,IC芯片成品测试量每月达到6亿颗:

财务方面,2018-2019年京元电子营收分别为208.15亿新台币和255.39亿新台币,2020年1-6月营收达到146.60亿新台币,同比增长29.2%。从今年二季度营收构成来看,晶圆测试和产品测试营收占比分别为31.5%和39.7%,封装业务营收占比为16.4%,作为第三方集成电路测试服务供应商,测试服务业务占比超过70%:

在客户合作方面,作为全球最大的专业第三方集成电路测试服务供应商,京元电子与Marvell、东芝、博世、Qorvo、Maxim、Cypress、Novatek、Realtek、南亚等全球重要的半导体设计公司保持深度合作。

利扬芯片的技术水平在国内有一定积累,但与京元电子相比,在Pin数、同测数等指标上有较大差距:

最高Pin数和最大同测数是衡量晶圆测试技术水平的客观指标,一般情况下Pin数越大,同测数或Pin数极限是晶圆测试追求的技术目标,这种测试技术体现在:多同测之间的一致性难度增大,需要探针卡设计和测试程序算法优化;多同测时的并行测试效率的提升需要优化功能模块测试方法和测试程序算法。还比如Pad间距越小,探针之间的距离越小,不仅多同测时探针卡设计难度加大,还因为之间存在严重信号串扰,因此需要通过测试程序优化来解决串扰问题。当然利扬芯片45微米的Pad间距表明在测试技术上公司取得重大进展。

前文已经提到,第三方集成电路测试服务是封测一体化模式进一步分工后的产物,长电 科技 、通富微电等封测厂商是利扬芯片在中国大陆面临的主要竞争对手。除此以外利扬芯片的竞争者就是其他第三方测试服务供应商,这里面重要的竞争对手是京元电子在苏州的子公司京隆 科技 、复旦微电子子公司华岭股份以及胜科纳米(苏州)有限公司等。

京隆 科技 成立于2002年7月,是京元电子在中国的唯一测试子公司,目前该公司拥有4.46万平方米的工厂和1.02万平方米的无尘室,晶圆针测量每月达到6万片,IC成品测试量每月产能达到6000万颗,测试服务范围与京元电子一样,其中驱动IC和eFlash测试规模在中国大陆处于领先地位。

华岭股份成立于2001年4月,是复旦微电子旗下专业从事集成电路测试技术研发、芯片设计验证分析和产业化生产测试的子公司,目前拥有9000多平方米技术开发和测试厂房,拥有包括45nm、12英寸先进测试系统在内的国际主流先进测试设备100多台套,拥有测试通道1024pin、测试矢量深度128M的测试能力。当然从设备供应商来看华岭股份的设备主要来自爱德万测试、日本东京精密株式会社和泰瑞达等,国内设备还是难得一见。

华岭股份的前五大客户除了第二大是控股股东复旦微电子(营收占比18.66%),其他客户与公司不存在关联关系,前五大客户销售收入占营收比例为59.55%,客户集中度较低,对重要客户依赖性也较低。

总体来看华岭股份涉足集成电路测试服务业务时间较早,相较成立于2010年的利扬芯片,在客户资源和技术积累上有一定优势。当然从收入规模来看,2019年华岭股份营收1.46亿元,利扬芯片营收2.32亿元,两者有一定差距。

根据中国台湾工研院统计,集成电路测试成本约占IC设计营收的6%-8%,以此推算集成电路测试行业市场容量为183.81亿元-245.08亿元,利扬芯片与华岭股份2019年的营收分别为2.31亿元和1.46亿元,市场份额分别为0.95%-1.26%和0.60%-0.79%。2019年京元电子营收255.39亿新台币,约合58.74亿元,市场份额为23.97%-31.96%,总的来看集成电路测试市场空间较大,利扬芯片等第三方测试服务供应商的发展潜力较大。当然不容忽视的一点是长电 科技 等封测公司都对外提供晶圆测试和芯片成品测试,近几年台积电为代表的晶圆代工企业也加大了封测环节的布局,再加上行业龙头京元电子的存在,因此利扬芯片面临的竞争压力依然较大。

2015-2019年利扬芯片营收从0.58亿元增长至2.32亿元,归母净利润从0.16亿元增长至0.61亿元,营收与净利润分别增长3倍与2.81倍。2020年上半年公司营收与归母净利润分别为1.24亿元、0.27亿元,同比增长77.4%和387.8%,2月份复工复产后公司生产经营正常,8nm先进制程芯片测试量较上年同期有所增加,公司与存量客户交易规模保持稳定或略有增长。此外5G商用推广下FPGA、射频等芯片测试量较上年同期增加,提升了营收规模。

即便面临较大的竞争压力,利扬芯片的营收与净利润保持持续增长,主要原因是当前随着集成电路制程演进和工艺的日趋复杂,制造过程中对参数的控制和缺陷检测等要求越来越高,对集成电路测试专业化需求提升;第二是随着物联网、AI和车联网等新应用场景的不断成熟,芯片的种类多样化,芯片设计也多样化,对应的测试方案也多样化,提升了市场对专业测试服务供应商的需求。此外利扬芯片和华岭股份等的专业化和规模化不断提升,出于成本等考虑Fabless公司甚至封测公司等也倾向于将部分测试服务业务交给独立第三方测试企业。笔者对利扬芯片2020-2021年的业绩做了预测,中性预测下2020-2021年营收3.31亿元、4.18亿元,归母净利润0.86亿元、1.04亿元,对应市值为86亿元、104亿元;乐观情况2020-2021年营收4.53亿元、6.68亿元,归母净利润1.18亿元、1.67亿元,对应市值118亿元、167亿元:

集成电路第三方测试服务需要投入巨大资本用于专业厂房建设和设备采购,比如京元电子在中国台湾建有10.8万平方米的工厂,无尘室面积达到18.73万平方米,各类测试设备超过4000台。利扬芯片规模远不及京元电子,但也有2万多平方米的厂房(租赁为主),2017-2019年其资本开支达到1.54亿元、0.64亿元和1.51亿元,截止2019年底固定资产账面价值3.47亿元,拥有测试机、分选机、探针台和产品外观检测机分别为350台、266台、137台和11台,重资产模式面临高额的折旧费用。2017-2019年公司折旧与摊销费用分别为64.96万元、140.67万元和131.09万元,虽然公司生产设备折旧年限5-10年,远高于京元电子的2-8年和3-5年,但若以新设备折旧年限8年和二手设备折旧年限4年重新调整,则公司主营业务毛利率要降低2.6到8个百分点,对公司经营业绩影响较大。换句话说公司存在通过拉长固定资产折旧年限调节利润的风险。

利扬芯片拟公开发行3410万股股份,募集资金中4.1亿元用于芯片测试产能建设项目,1.03亿元用于研发中心建设项目,0.5亿元用于补充流动资金。从2017-2019年的产销率及产能利用率等来看,公司晶圆测试产销率由92.2%提升至102.3%,产能利用率由83.5%提升至90.5%;芯片成品测试产销率虽然由97.5%提升至102.1%,但产能利用率由73.2%下降至62.5%,如果募投项目建成投产,产能过剩现象或将进一步加剧。其原因在于公司第一大客户深圳比特微电子从事矿机芯片和区块链芯片,而近几年比特币等泡沫逐渐破灭,区块链行业又存在各种风险,若这两大行业出现重大不风险,对公司会有较大影响。此外公司客户主为汇顶 科技 、全志 科技 等,前五大客户集中度较高,培育新客户又存在较长的周期,因此对公司业绩稳定性有一定影响:

利扬芯片在招股书中提到,深圳比特微电子实际控制人杨作兴在2019年12月被深圳南山区检察院以职务侵占罪批准逮捕,目前未有进一步消息,因此第一大客户的风险不可不防。

当然这段时间 财经 媒体对利扬芯片这家国内芯片测试第一股的关注度很高,很多媒体爆出公司营造经营假象(股市动态分析周刊文章《利扬芯片:营造经营假象 夸大募投产出》)、质疑研发投入和供应商为皮包公司(链牛 财经 《如果明天上会的利扬芯片能通过,科创板发审委就有严重问题》)等一系列问题,因此投资者也要关注这些负面问题。当然本文的目的是通过利扬芯片这家公司对第三方集成电路测试服务业务做个初步了解,毕竟在产业分红越发深化的背景下,即便利扬芯片最终成为芯片界的乐视,也会有其他类似公司崛起,产业发展的趋势是不可逆转的。


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