全球半导体行业经历了三次迁移
自发展以来,全球半导体产业格局在不断发生变化。当前,全球半导体产业正在经历第三次产能转移,行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。
全球半导体行业正在快速增长
2021年,全球半导体市场快速增长,共销售了1.15万亿片芯片,市场规模达到5560亿美元,创历史新高,同比大幅增长26.2%。整个半导体市场并未受到2021年新冠疫情大流行的负面影响。强劲的消费需求推动所有主要产品类别实现两位数的增长率(光电除外)。
从半导体细分领域来看,集成电路一直是半导体行业的主要细分领域。2021年,集成电路市场规模达到4630.02亿美元,同比增长28.2%,占全球半导体市场规模的83.29%。其中,集成电路又可细分为逻辑电路、存储器、处理器和模拟电路,2021年这四个产品占比分别为27.85%、27.67%、14.43%、13.33%。2021年存储器、模拟电路和逻辑电路都实现较大的增长。
此外,2021年全球光电子器件、分立器件、传感器市场规模分别为434.04、303.37、191.49亿美元,占比分别为7.81%、5.46%、3.44%。
全球半导体行业企业开展多方面竞争
半导体行业高度全球化,大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争,从半导体设计到制造,再到ATP(组装、测试和封装)。
据美国研究机构Gartner发布的报告显示,2021年全球半导体行业排名前十的企业分别是三星(Samsung)、英特尔(Intel)、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、联发科技(MediaTek)、德州仪器(TI)、英伟达(NVIDIA)、超威半导体(AMD)。其中,三星(Samsung)超过英特尔(Intel),成为顶级芯片销售商。2021年三星的半导体收入激增31.6%,达到759.5亿美元。英特尔的收入下降到第二位,只增长了0.5%,达到731亿美元,销售额在前25家公司中增长最慢。
—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
中国大陆半导体(积体电路)产业优惠政策法律分析富兰德林事业群
法律四部主管/中国执业律师 丁德应
一、中国大陆半导体产业发展现状
(一)高速发展的中国大陆半导体产业
中国大陆由於PC、手机及数位消费电子等整机产品的制造向中国大陆地区转移,带动了上游晶片市场需求的增加,半导体市场规模首次突破人民币2000亿元,总销售额达到人民币2074.1亿元,增长率高达41%。其中,PC首次成为中国大陆半导体市场最大的应用领域,对高阶晶片的需求量也大幅增长。
从2001年开始,全球半导体业的平均资本支出每年萎缩了30%,而中国大陆半导体业的资本支出年增长率却高达50%。目前中国大陆地区有中芯国际、上海先进、华虹NEC、和舰和宏力五个主要晶圆代工厂,光是8英寸晶圆厂就达8个,总月产能达到15.5万片,较2003年单月的8.4万片大幅增长83%。
在未来几年,受到中国大陆经济高速增长的拉动、政策的扶持、2008北京奥运会以及2010上海世博会等众多因素的影响,中国大陆半导体需求将持续高速增长,预计2004年中国大陆半导体市场销售额将达到人民币2800亿元,到2008年市场规模将达到人民币6000亿元以上。
(二)不断追赶高端技术
虽然中国大陆的半导体制造制程整体上落后於台湾,但由於近年来的迅猛发展,中芯国际、宏力、苏州和舰等晶圆代工厂陆续进入了0.18mm制程的量产阶段,中国大陆各主要晶圆代工厂都有计划在今年年底前导入0.13mm的制程。而且,为了能与晶圆代工业巨头台积电、联电相抗衡,中国大陆晶圆代工报价普遍低於台湾,正不断蚕食台、联两家的市场份额。
从2004起,中国大陆前4大晶圆代工厂相继导入0.18mm制程,直到产品的量产,相关的制程技术已经达到了成熟阶段,且中国大陆晶圆代工厂在技术上也在快速追赶台湾晶圆厂。
对於半导体设计业,整机生产的下游客户大多集中在中国大陆地区,中国大陆晶圆厂又有能力提供越来越先进的制程,部分台湾半导体设计业者甚至计画将主力产品转移至中国大陆代工厂。
因此,在市场规模迅速扩大的同时,中国大陆半导体的制造工艺与国际先进水准将日益缩小,0.13mm的晶片制造将规模化,0.09mm的工艺也将走向市场,系统晶片(SoC)将成为发展的主 要方向。
(三)中国大陆半导体产业的地区分布
从地域上来看,中国大陆半导体产业主要分布在长江三角洲、京津环渤海湾和珠江三角洲地区,三个地区的产值占全中国大陆半导体行业产值的95%以上。
在三大经济区域中,由於长三角地区近几年的高速发展,成为中国大陆地区半导体最主要的开发和生产基地,在中国大陆半导体产业中占有重要地位。在半导体设计方面,长三角地区的半导体设计业销售额占中国大陆地区的45%左右。晶圆制造约占中国大陆的70%左右,2003年近80%的封装测试企业和近65%的封装测试量都集中在长三角地区。目前,长三角地区已形成半导体设计、制造、封装、测试及设备、材料等配套齐全、较为完整的半导体产业链。在半导体产业链下游整机部分,长三角地区的笔记型电脑产量占中国大陆的80%,DVD产量占50%以上。目前,长三角地区已经有上海张江开发区、苏州工业园、无锡等众多电子园区和上海、杭州、无锡三个半导体设计产业化基地,还有常州高新技术开发区和常州新区。中芯国际、宏力半导体、先进和华虹NEC都落户在上海张江开发区;台积电落户在了上海松江开发区;和舰落户在苏州工业园。这些晶圆生产企业带动了集群效应,初步形成了长三角地区半导体设计、晶圆制造、封测、设备材料企业以及下游整机生产完整的半导体产业链。
在京津环渤海区域,有北京、天津、山东、河北、辽宁行政区域,其中北京、天津的资讯产业在中国大陆占有重要地位。中国大陆第一座12英寸晶圆厂,中芯国际四厂正是设在北京经济技术开发区;现被中芯国际收购的原摩托罗拉8英寸晶圆厂位於天津。晶圆生产业是高耗水工业,而且对水质和空气的品质要求非常高。但北京地区面临缺水的环境以及沙尘暴气候,这无疑增加晶圆生产的成本,不过,北京在发展环境、市场条件、技术基础和人才资源上的优势大大抵消了环境上的影响。
珠江三角洲地区是中国大陆地区电子产品的重要制造地,集中了大量的下游整机制造商,对进口半导体产品的依赖程度极高,消费量占中国大陆进口总量的80%以上。
二、中国大陆半导体的优惠扶持政策
半导体业在中国大陆的迅速发展,尽管有中国大陆中央政府和地方政府在土地、环境、手续等方面的大力支持,也有中国大陆市场的巨大需求和运作成本较低等因素的存在,但不可否认的是,目前中国大陆政府所颁布的各种优惠政策和给予的各种优惠措施也同样功不可没。其中,首当其冲的是国务院在2000年颁布和实施的《鼓励软体产业和积体电路产业发展的若干政策》,即业界所称的“18号文件”。其次,中国大陆财政部、税务总局、海关总署和各地政府还分别在自己的责任范围内为鼓励半导体行业制定了优惠政策的实施细则,如关於《鼓励软体产业和积体电路产业发展有关税收政策问题》的通知(财税[2000]25号)、《财政部、国家税务总局关於进一步鼓励软体产业和积体电路产业发展税收政策的通知》(财税〔2002〕70号)、上海市《关於本市鼓励软体产业和积体电路产业发展的若干政策规定》、《江苏省鼓励软体产业和积体电路产业发展的若干政策》等。这些政策的颁布为半导体产业链上游的半导体设计、中游的晶圆生产、下游的封装测试环节给予了优惠,进一步推动半导体产业在中国大陆的发展。
(一)在半导体设计企业方面
“18号档”将半导体设计企业视同於软体企业,享受与软体企业同等优惠。而依据18号档和其他相关档可知,半导体企业优惠政策主要为:
1、 所得税方面,可以享受自获利年度开始“两免三减半”的优惠政策;
2、 增值税方面,在销售自行设计的半导体产品时,可以享受“2010年前按17%的法定税率徵收增值税,对实际税负超过3%的部分即徵即退”的优惠;
3、 对经认定的半导体设计企业引进半导体技术和成套生产设备,单项进口的半导体专用设备与仪器,除国务院规定的《外商投资专案不予免税的进口商品目录》和《国内投资项目不予免税的进口商品目录》所列商品外,免徵关税和进口环节增值税;
4、 半导体设计企业设计的半导体,如在境内确实无法生产,可在国外生产晶片,其加工合同(包括规格、数量)经行业主管部门认定后,进口时按优惠暂定税率徵收关税;
5、 半导体设计企业的工资和培训费用,可按实际发生额在计算应纳税所得额时扣除;
6、 企业对购进半导体产品,凡购置成本达到固定资产标准或构成无形资产,可以按照固定资产或无形资产进行核算。投资额在3000万美元以上的外商投资企业,报由税务总局批准;投资额在3000万美元以下的外商投资企业,经主管税务机关核准,其折旧或摊销年限可以适当缩短,最短可为2年。
不过要提醒注意的是,要享受这样的优惠条件,半导体设计企业应按照《积体电路设计企业及产品认定管理办法》之规定获得资讯产业部和税务总局的认定,并取得《积体电路设计企业认定证书》和《积体电路产品认定证书》。
(二)关於半导体生产企业方面
按照目前半导体企业的分类可知,除了半导体设计企业之外,其他制造、封装测试等企业都属於半导体生产企业,根据“18号档”和其他相关规定可知,目前中国大陆对於半导体生产企业的优惠政策主要有:
1、所得税方面:作为生产性企业,可以依照《外商投资企业和外国企业所得税法》等规定,享受“两免三减半”之税收优惠。
2、增值税方面:
半导体生产企业销售自己生产的半导体产品(含单晶矽片),2010年前按17%法定税率徵收增值税,对实际税负超过3%的部分即徵即退;对投资超过80亿人民币或半导体线宽小於0.25微米的,企业所得税为“五免五减半”。
3、对经认定的半导体生产企业引进半导体技术和成套生产设备,单项进口的半导体专用设备与仪器,除国务院规定的《外商投资专案不予免税的进口商品目录》和《国内投资项目不予免税的进口商品目录》所列商品外,免徵关税和进口环节增值税。
4、投资额超过80亿元人民币或半导体线宽小於0.25微米的半导体生产企业,除了享受所得税“五免五减半”之外,对於其进口自用生产性原材料、消耗品,免徵关税和进口环节增值税。
5、对於半导体生产企业的生产性设备,投资额在3000万美元以上的外商投资企业,报由税务总局批准;投资额在3000万美元以下的外商投资企业,经主管税务机关核准,其折旧年限可以适当缩短,最短可为3年。
此外,半导体产业相对集中的地方政府也制定了配套的优惠政策,如上海市颁布了《上海市鼓励软体产业和积体电路产业发展的若干政策》,其中:(1)对新建的半导体制造及相关专案,经有关科技和税务部门认定,属於技术先进、市场前景良好,可以享受鼓励外商对能源、交通投资的税收优惠政策,即“五免五减半”;(2)将新建的半导体晶片生产线专案,列为市政府重大工程项目,对其建设期内固定资产投资贷款人民币部分,提供1个百分点的贷款贴息;(3)对新建的半导体晶片生产项目,自认定之日起3年内,免收购置生产经营用房的交易手续费和产权登记费;免收该专案所需的自来水增容费、煤气增容费和供配电贴费;(4)境外企业向中国大陆企业转让半导体设计技术等使用权或所有权,其中技术先进,经同级财税部门核准,免徵预提所得税。
其实,正是在这些优惠政策的扶持下,中国大陆的半导体从2000年开始突飞猛进,形成了目前中国大陆半导体产业链的布局。
三、中国大陆半导体产业的政策尴尬
在政府的中国大陆扶持和种种优惠政策下,境外资金纷纷投资中国大陆半导体业,但后来发现实际并没有想像的那麼特别美好,主要原因在於“18号档”与中国大陆出口导向型的税收政策、严格的外汇管理制度之间存在一定的落差,这种政策上的弊病,已使半导体产业链感到尴尬。
(一)增值税退税政策的难以享受
在增值税退税上,相关文件规定了实际税负超过3%的部分退税,但是对於半导体产业链中关键的封装测试企业来说并没有享受到什麼优惠,因为封测企业接受委托加工半导体产品不能视为销售自产产品,故虽然其实际税负高於3%,却不能享受增值税退税的优惠。此外,由於在成品出口的情况下,采用进料加工和来料加工装配的贸易方式进口的原材料或原器件不徵收进口环节增值税,对出口成品增值税允许退税。在这样的条件下,封测企业将产品出口才可以享受增值税退税,然后下游的整机生产企业也用同样的方式先进口再出口。
对於晶圆生产企业也同样如此,生产型企业出口可以退还17%的增值税(2004年初降为13%),而内销则只退还超过实际税负3%的部分,企业都尽可能将产品出口到境外以获得退税的优惠,再由下游封测企业当作原材料进口。这样即使一墙之隔的晶圆厂与封测企业,产品在产业链中流转都要先出口再进口,无疑增加了企业的成本。
此外,因为企业的实际税负要超过3%的部分才能即徵即退,所以,从财税角度计算,如果企业要享受实际税负超过3%而享受增值税退还的优惠,至少要把70-80%的产品内销,且毛利率要在30%以上,而从目前情况来看,考虑到出口退税的优惠、毛利率、境外客户及外汇方面等原因,很少企业能够达到如此高的内销比例和毛利率。
(二)“原材料和成品关税不同”的政策影响了中国半导体企业的国际竞争力。目前半导体优惠政策虽对於半导体技术和成套生产设备、单项进口的半导体专用设备与仪器免徵关税和增值税,但对於某些必须进口的材料和设备如用於制造半导体的专用材料(塑胶、导电橡胶等)进口时还要徵收近10%的平均关税,这其实大大加大了半导体行业的生产成本,与此同时,中国大陆政府对於进口半导体产品的进口关税税率却为零,这使得很多企业从成本角度考虑出发,宁愿直接从国外进口产品,也不愿意从中国大陆半导体加工厂购买产品,而且半导体设计公司委托中国大陆国内的封装测试厂加工产品时,因有些中国大陆厂商受到“原材料和成品关税不同”的政策影响,也不愿意购买相应的技术设备进行加工,这其实客观上削弱了中国大陆半导体企业在国际上的竞争力,且不利於外国企业对中国大陆进行投资。
(三)外汇平衡政策也导致很多企业无法内销。以封装企业为例,因为目前中国大陆对於半导体企业没有专门的外汇政策,这样使得企业如果将半导体产品直接出售给本地整机制造商,则只能以人民币结算,而封装企业所用的原材料大部分需要进口的,这需要大笔外汇。同时,半导体作为国际性产业,封装企业一般由下订单的国外半导体设计企业支付加工费,而不是整机制造商,但中国大陆实行“谁出口谁收汇”的外汇管理体制,卖给本地企业的产品被视为内销,封装企业无法收汇。
(四)“18号文件”规定,投资额超过80亿元人民币或半导体线宽小於0.25微米的半导体生产企业进口自用生产原材料、消耗品,免徵关税和进口环节增值税,而中国大陆本地企业采购本地材料和设备要缴纳17%的增值税,这样促使很多企业不愿意从中国大陆本地企业购买材料和设备,从而使得材料和设备受制於境外市场,且材料和设备如果都靠进口,其实也使得外国投资者因为无法购买本地相对便宜的材料,而造成成本增加,从而影响了投资的兴趣,也限制了作为支撑中国大陆半导体发展的本地半导体材料企业的发展。
(五)从2004年1月1日开始,包括半导体产品在内的多种产品出口退税比例由原来的17%降到13%,这无疑又加重了半导体企业的税负。
另外,目前中美之间有关半导体增值税退税的争端,即美国认为中国大陆对於进口半导体产品要徵17%的增值税,而对於本地企业销售半导体产品却能享受实际税负超过3%部分的退税,这是一种歧视性的税收政策,与中国大陆加入世界贸易组织时所做出的“国民待遇” 承诺不相符合,并为此向WTO提出指控。尽管目前没有最终定论,但不可否认的是,这也间接影响了目前中国半导体企业优惠政策稳定性。
半导体市场发展前景 亚洲推动平稳增长
参加Semicon新加坡2006年研讨会的分析家和行业代表认为,全球半导体工业有望盼来一段时期的
稳定增长,其中很大一部分受到亚洲新兴经济的推动。
国际半导体设备及材料(SEMI)总裁兼CEO Stanley Myers表示,SEMI预计市场总体上今年将上升
10%,主要受到诸如手机和数字音频播放机等消费产品需求不断增长的推动。全球IC设备市场今年将
大约增长31.2亿美元达到361.2亿美元。芯片材料的市场预计将由313.8亿美元增至345.1亿美元。其
中,亚洲将成为领头羊,增长超过全球平均水平。而中国的半导体材料和设备市场预计增长率将超
过20%。
Gartner公司半导体研究副总裁Philip Koh称,该公司预计半导体行业未来5年内的年复合增长率为
7.9%,对3G手机和存储设备的需求激增,将弥补PC市场“饱和”所带来的损失。作为全球最主要的
芯片市场,中国市场将持续增长,到2010年市场份额将接近60%。而更多发达市场如台湾和新加坡的
发展将保持相对“平缓”。除了将制造业务转向中国之外,越来越多的台湾大公司也将研发活动转
向大陆。
尽管“中国的IC和系统设计行业仍然存在问题,”但Gartner预计中国的电子制造商仍将继续积极
在中国投资,同时也更加努力开发自有的标准和技术。
STATS ChipPAC首席战略官Scott Jewler指出,已经连续第5年增长的全球半导体行业,似乎已经摆
脱以往繁荣-低谷循环往复的阴影。在技术和财务上均可以投资得起300mm晶圆厂或前沿封装解决方
案的公司越来越少,这将使产能被“重复预订”的情况减少,同时“非理性资本投资也减少”。但
Jewler也表示,更先进的消费设备和技术整合也将带来挑战。
“企业的选择很少,只能互相合作,因为很少有公司拥有制造如手机等设备所需要的知识产权。此
外,集成设计制造(IDM)工艺日益复杂。”他说。规模较小,专注于利基市场的企业,在资本密集市
场上的生存能力也受到质疑,而在历史上他们却是许多行业创新的源泉。
IP版权保护和行业标准将成为“未来3到5年内的较突出问题,”尤其是随着制造向中国等地区转移
。到2015年,随着小于45nm的IC出现及采用诸如纳米线和碳纳米管等材料,纳米技术将主宰半导体
市场。他还预测将出现450mm晶圆厂,尽管这种厂房耗资高达100亿美元。同时,他还建议要留意中
国背景的IDM,一些中国IDM已经“在前沿参与竞争,”中国也正试图用“本土的设计来替换进口芯
片。”
2017年中国半导体封装测试技术与市场年会已经过去一个月了,但半导体这个需要厚积薄发的行业不需要蹭热点,一个月之后,年会上专家们的精彩发言依然余音绕梁。除了“封装测试”这个关键词,嘉宾们提的最多的一个关键词是“物联网”。因此,将年会上的嘉宾观点稍作整理,让我们再一起思考一下物联网时代的先进封装。智能手机增速放缓
半导体下游市场的驱动力经历了几个阶段,首先是出货量为亿台量级的个人电脑,后来变成十亿台量级的手机终端和通讯产品,而从2010年开始,以智能手机为代表的智能移动终端掀起了移动互联网的高潮,成为最新的杀手级应用。回顾之前的二三十年,下游电子行业杀手级应用极大的拉动了半导体产业发展,不断激励半导体厂商扩充产能,提升性能,而随着半导体产量提升,半导体价格也很快下降,更便宜更高性能的半导体器件又反过来推动了电子产业加速发展,半导体行业和电子行业相互激励,形成了良好的正反馈。但在目前, 智能手机的渗透率已经很高,市场增长率开始减缓,下一个杀手级应用将会是什么?
物联网可能成为下一个杀手级应用
根据IHS的预测,物联网节点连接数在2025年将会达到700亿。
从数量上来看,物联网将十亿量级的手机终端产品远远抛在后面,很可能会成为下一波的杀手级应用。但物联网的问题是产品多样化,应用非常分散。我们面对的市场正从单一同质化大规模市场向小规模异质化市场发生变化。对于半导体这种依靠量的行业来说,芯片设计和流片前期投入巨大,没有量就不能产生规模效应,摊销到每块芯片的成本非常高。
除了应对小规模异质化的挑战, 物联网需要具备的关键要素还包括 :多样的传感器(各类传感器和Sensor Hub),分布式计算能力(云端计算和边缘计算),灵活的连接能力(5G,WIFI,NB-IOT,Lora, Bluetooth, NFC,M2M…),存储能力(存储器和数据中心)和网络安全。这些关键要素会刺激CPU/AP/GPU,SSD/Memory,生物识别芯片,无线通讯器件,传感器,存储器件和功率器件的发展。
物联网多样化的下游产品对封装提出更多要求
物联网产品的多样性意味着芯片制造将从单纯追求制程工艺的先进性,向既追求制程先进性,也最求产品线的宽度发展。物联网时代的芯片可能的趋势是:小封装,高性能,低功耗,低成本,异质整合(Stacking,Double Side, EMI Shielding, Antenna…)。
汽车电子的封装需求: 汽车电子目前的热点在于ADAS系统和无人驾驶AI深度学习。全球汽车2016年产销量约为8000万台,其中中国市场产销量2800万台,为汽车电子提供了足够大的舞台。ADAS汽车系统发展前景广阔,出于安全考虑,美国NHTSA要求从2018年5月起生产的汽车需要强制安装倒车影像显示系统。此外,车道偏离警示系统(LDW),前方碰撞预警系统(FCW),自动紧急刹车系统(AEBS),车距控制系统(ACC),夜视系统(NV)市场也在快速成长。中国一二线城市交规越来越严格也使得人们对ADAS等汽车电子系统的需求提升。ADAS,无人驾驶,人工智能,深度学习对数据处理实时性要求高,所以要求芯片能实现超高的计算性能,另外对芯片和模块小型化设计和散热也有要求,未来的汽车电子芯片可能需要用2.5D技术进行异构性的集成,比如将CPU,GPU,FPGA,DRAM集成封装在一起。
个人移动终端的封装需求: 个人消费电子市场也将继续稳定增长,个人消费电子设备主要的诉求是小型化,省电,高集成度,低成本和模块化。比如个人移动终端要求能实现多种功能的模块化,将应用处理器模块,基带模块,射频模块,指纹识别模块,通讯模块,电源管理模块等集成在一起。这些产品对芯片封装形式的要求同样是小型化,省电,高集成度,模块化,芯片封装形式主要是“Stack Die on Passive”,“Antenna in SiP”,“Double Side SiP等。比如苹果的3D SiP集成封装技术,从过去的ePOP &BD PoP,发展到目前的是HBW-PoP和FO-PoP,下一代的移动终端封装形式可能是FO-PoP加上FO-MCM,这种封装形式能够提供更加超薄的设计。
5G 网络芯片的封装需求: 5G网络和基于物联网的NB-IOT网络建设意味着网络芯片市场将会有不错的表现。与网络密切祥光的大数据,云计算和数据中心,对存储器芯片和FPGA GPU/CPU的需求量非常大。通信网络芯片的特点是大规模,高性能和低功耗,此外,知识产权(IP)核复杂、良率等都是厂商面临的重要问题。这些需求和问题也促使网络芯片封装从Bumping &FC发展到2.5D,FO-MCM和3D。而TSV技术的成功商用,使芯片的堆叠封装技术取得了实质性进展,海力士和三星已成功研发出3D堆叠封装的高带宽内存(HBM),Micron和Intel等也正在联合推动堆叠封装混合存储立方体(HMC)的研发。在芯片设计领域,BROADCOM、GLOBAL FOUNDRIES等公司也成功引入了TSV技术,目前已能为通信网络芯片提供2.5D堆叠后端设计服务。
上游晶圆代工厂供应端对封装的影响
一方面,下游市场需求非常旺盛,另外一方面,大基金带领下的资本对晶圆代工制造业持续大力投资,使得上游的制造一直在扩充产能.据SEMI估计,全球将于2017年到2020年间投产62座半导体晶圆厂,其中26座在中国大陆,占全球总数的42%。目前晶圆厂依然以40
nm以上的成熟制程为主,占整体晶圆代工产值的60%。未来,汽车电子,消费电子和网络通信行业对芯片集成度、功能和性能的要求越来越高,主流的晶圆厂中芯和联电都在发展28nm制程,其中台积电28nm制程量产已经进入第五年,甚至已经跨入10Xnm制程。
随着晶圆技术节点不断逼近原子级别,摩尔定律可能将会失效。如何延续摩尔定律?可能不能仅仅从晶圆制造来考虑,还应该从芯片制造全流程的整个产业链出发考虑问题,需要 对芯片设计,晶片制造到封装测试都进行系统级的优化。 因此, 晶圆制造,芯片封测和系统集成三者之间的界限将会越来越模糊。 首先是芯片封测和系统集成之间出现越来越多的子系统,各种各样的系统级封装SiP需要将不同工艺和功能的芯片,利用3D等方式全部封装在一起,既缩小体积,又提高系统整合能力。Panel板级封装也将大规模降低封装成本,提高劳动生产效率。其次,芯片制造和芯片封测之间出现了扇入和扇出型晶圆级封装,FO-WLP封装具有超薄,高I/O脚数的特性,是继打线,倒装之后的第三代封装技术之一,最终芯片产品具有体积小,成本低,散热佳,电性能优良,可靠性高等优势。
先进封装的发展现状
先进封装形式在国内应用的越来越多,传统的TO和DIP封装类型市场份额已经低于20%,
最近几年,业界的先进封装技术包括以晶圆级封装(WLCSP)和载板级封装(PLP)为代表的2.1D,3D封装,Fan Out WLP,WLCSP,SIP以及TSV,
2013年以前,2.5D TSV封装技术主要应用于逻辑模块间集成,FPGA芯片等产品的封装,集成度较低。2014年,业界的3D TSV封装技术己有部分应用于内存芯片和高性能芯片封装中,比如大容量内存芯片堆叠。2015年,2.5D TSV技术开始应用于一些高端GPU/CPU,网络芯片,以及处理器(AP)+内存的集成芯片中。3D封装在集成度、性能、功耗,更小尺寸,设计自由度,开发时间等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。在高端手机芯片,大规I/O芯片和高性能芯片中应用广泛,比如一个MCU加上一个SiP,将原来的尺寸缩小了80%。
目前国内领先封装测试企业的先进封装能力已经初步形成
长电科技王新潮董事长在2017半导体封装测试年会上,对于中国封测厂商目前的先进封装技术水平还提到三点:
SiP 系统级封装: 目前集成度和精度等级最高的SiP模组在长电科技已经实现大规模量产;华天科技的TSV+SiP指纹识别封装产品已经成功应用于华为系列手机。
WLP 晶圆级封装 :长电科技的Fan Out扇出型晶圆级封装累计发货超过15亿颗,其全资子公司长电先进已经成为全球最大的集成电路Fan-In WLCSP封装基地之一;晶方科技已经成为全球最大的影像传感器WLP晶圆级封装基地之一。
FC 倒装封装: 通过跨国并购,国内领先企业获得了国际先进的FC倒装封装技术,比如长电科技的用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;通富微电的高脚数FC-BGA封装技术;国内三大封测厂也都基本掌握了16/14nm的FC倒装封装技术。
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