近年來，隨著芯片制程工藝的持續(xù)演進(jìn)，導(dǎo)致晶體管物理尺寸縮小瀕臨極限帶來的量子隧穿效應(yīng)、原子級加工工藝等問題愈發(fā)凸顯，“摩爾定律”迭代進(jìn)度放緩。

“后摩爾時(shí)代”，在芯片前道工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)受限的情況下，先進(jìn)封裝技術(shù)通過優(yōu)化芯片間互連，在系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)算力、功耗和集成度等方面的提升，成為突破摩爾定律的關(guān)鍵技術(shù)方向，備受行業(yè)矚目。

根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)期，2021~2027年先進(jìn)封裝行業(yè)復(fù)合增速將達(dá)到9.8%，至2027年先進(jìn)封裝市場規(guī)模將達(dá)到591億美元。

先進(jìn)封裝市場迎來快速發(fā)展。其中，作為產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)的設(shè)備市場，隨著下游應(yīng)用場景的不斷豐富，對封測環(huán)節(jié)制程技術(shù)的要求不斷提高，封測設(shè)備逐漸步入產(chǎn)業(yè)鏈核心地帶，成為延伸摩爾定律的主要支柱之一。

在此趨勢下，后道設(shè)備廠商迎來了新的市場機(jī)遇和發(fā)展空間。


先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)加速

集成電路進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”，先進(jìn)封裝作用突顯。在集成電路制程方面，“摩爾定律”認(rèn)為集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔 18-24 個(gè)月便會(huì)增加一倍， 性能也將提升一倍。長期以來，“摩爾定律”一直引領(lǐng)著集成電路制程技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，自 1987 年的 1μm 制程至 2015 年的 14nm 制程，集成電路制程迭代一直符合“摩爾定律”的規(guī)律。但 2015 年以后，集成電路制程的發(fā)展進(jìn)入了瓶頸， 7nm、5nm、3nm 制程的量產(chǎn)進(jìn)度均落后于預(yù)期。隨著臺(tái)積電宣布 2nm 制程工藝實(shí)現(xiàn)突破，集成電路制程工藝已接近物理尺寸的極限，集成電路行業(yè)進(jìn)入了“后摩爾時(shí)代”。

“后摩爾時(shí)代”制程技術(shù)突破難度較大，工藝制程受成本大幅增長和技術(shù)壁壘等因素導(dǎo)致改進(jìn)速度放緩。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu) IC Insights 統(tǒng)計(jì)，28nm 制程節(jié)點(diǎn)的芯片開發(fā)成本為 5,130 萬美元，16nm 節(jié)點(diǎn)的開發(fā)成本為 1 億美元，7nm 節(jié)點(diǎn)的開發(fā)成本需要 2.97 億美元，5nm 節(jié)點(diǎn)開發(fā)成本上升至 5.4 億美元。由于集成電路制程工藝短期內(nèi)難以突破，通過先進(jìn)封裝技術(shù)提升芯片整體性能成為了集成電路行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。

IDM 模式與 OSAT 模式，先進(jìn)封測技術(shù)抬升環(huán)節(jié)附加價(jià)值。封測環(huán)節(jié)可分為IDM 模式與 OSAT 模式，IDM 模式即為半導(dǎo)體 IC 產(chǎn)業(yè)中的垂直整合，由 IDM 企業(yè)進(jìn)行晶圓的加工及封測。OSAT 模式，即外包半導(dǎo)體產(chǎn)品封裝和測試，由專業(yè)封測廠為 Fabless 廠商提供封裝與測試服務(wù)。因此 IC 封測廠商的上游即為相關(guān)封測環(huán)節(jié)的設(shè)備及材料，下游客戶為自身 IDM 企業(yè)或 Fabless 廠商。從產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)價(jià)值來看，傳統(tǒng)封測技術(shù)含量相對較低，隸屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，但隨著先進(jìn)封測技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)，更加突出芯片器件之間的集成與互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更好的兼容性和更高的連接密度，先進(jìn)封測已然成為超越摩爾定律方向的重要賽道，讓封測廠商與設(shè)計(jì)端制造端聯(lián)系更為緊密，進(jìn)一步抬升封測環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

先進(jìn)封裝將成為未來封測市場的主要增長點(diǎn)。在芯片制程技術(shù)進(jìn)入“后摩爾時(shí) 代”后，先進(jìn)封裝技術(shù)能在不單純依靠芯片制程工藝實(shí)現(xiàn)突破的情況下，通過晶圓 級封裝和系統(tǒng)級封裝，提高產(chǎn)品集成度和功能多樣化，滿足終端應(yīng)用對芯片輕薄、 低功耗、高性能的需求，同時(shí)大幅降低芯片成本。因此，先進(jìn)封裝在高端邏輯芯片、 存儲(chǔ)器、射頻芯片、圖像處理芯片、觸控芯片等領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。

根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Yole 預(yù)測數(shù)據(jù)，全球先進(jìn)封裝在集成電路封測市場中所占份額將持續(xù)增加，2019 年先進(jìn)封裝占全球封裝市場的份額約為 42.60%。2019 年至 2025 年，全球先進(jìn)封裝市場規(guī)模將以 6.6%的年均復(fù)合增長率持續(xù)增長，并在 2025 年占整個(gè)封裝市場的比重接近于 50%。與此同時(shí)，Yole 預(yù)測 2019 年至 2025 年全球傳統(tǒng)封裝年均復(fù)合增長率僅為 1.9%，增速遠(yuǎn)低于先進(jìn)封裝。

系統(tǒng)級封裝（SiP）是先進(jìn)封裝市場增長的重要?jiǎng)恿?。系統(tǒng)級封裝可以把多枚功能不同的晶粒（Die，如運(yùn)算器、傳感器、存儲(chǔ)器）、不同功能的電子元器件（如電阻、電容、電感、濾波器、天線）甚至微機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)器件混合搭載于同一封 裝體內(nèi)，系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品靈活度大，研發(fā)成本和周期遠(yuǎn)低于復(fù)雜程度相同的單芯片系統(tǒng)（SoC）。通過系統(tǒng)級封裝形式，此可穿戴智能產(chǎn)品在成功實(shí)現(xiàn)多種功能的同時(shí)，還滿足了終端產(chǎn)品低功耗、輕薄短小的需求。

根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Yole 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019 年全球系統(tǒng)級封裝規(guī)模為 134 億美元，占全球整個(gè)封測市場的份額為 23.76%，并預(yù)測到 2025 年全球系統(tǒng)級封裝規(guī)模將達(dá)到 188 億美元，年均復(fù)合增長率為 5.81%。在系統(tǒng)級封裝市場中，倒裝/焊線類系統(tǒng)級封裝占比最高，2019 年倒裝/焊線類系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品市場規(guī)模為122.39 億美元，占整個(gè)系統(tǒng)級封裝市場的 91.05%。根據(jù) Yole 預(yù)測數(shù)據(jù)，2025 年倒裝/焊線類系統(tǒng)級封裝仍是系統(tǒng)級封裝主流產(chǎn)品，市場規(guī)模將增至 171.77 億美元。


封測設(shè)備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代

半導(dǎo)體封測是上游率先實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化環(huán)節(jié)。據(jù)芯思想研究院數(shù)據(jù)，2022年全球委外封測市場，中國大陸廠商長電科技、通富微電、華天科技分別占據(jù) 10.7%、6.5%、3.9%的市場份額，位列全球第3、第4、第6位，大陸前十大廠商合計(jì)占據(jù) 24.55%全球市場。而在先進(jìn)封裝技術(shù)方面，國產(chǎn)廠商亦實(shí)現(xiàn)可觀業(yè)務(wù)規(guī)模。當(dāng)前長電、通富、華天、甬矽為代表的國產(chǎn)廠商廣泛開展晶圓級封裝、SIP、FC 等先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)，客戶覆蓋國內(nèi)外設(shè)計(jì)公司龍頭。也就是說，封測領(lǐng)域國內(nèi)與海外的差距并不大。去年華為 Mate60Pro 芯片實(shí)現(xiàn)了高度國產(chǎn)化，得益于國內(nèi)半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)突破。

在半導(dǎo)體設(shè)備方面需要進(jìn)步的空間巨大。半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體制造國產(chǎn)化和自主可控的核心環(huán)節(jié)。近年來歐美聯(lián)合日韓持續(xù)對我國半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口施加限制，設(shè)備國產(chǎn)化加速推進(jìn)。分品類來看，當(dāng)前熱處理、CMP、濕法清洗設(shè)備的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較高份額的國產(chǎn)替代，批量支撐國內(nèi)晶圓廠生產(chǎn)；薄膜沉積（CVD、PVD 等）、刻蝕設(shè)備則處于驗(yàn)證通過和量產(chǎn)快速放量階段；量測檢測、涂膠顯影設(shè)備則仍處于國產(chǎn)化率較低的認(rèn)證導(dǎo)入階段。

與設(shè)備相同，半導(dǎo)體材料也是集成電路產(chǎn)業(yè)的基石，處于整個(gè)行業(yè)的上游環(huán)節(jié)，對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著重要支撐作用。半導(dǎo)體材料現(xiàn)在主要由日韓主導(dǎo)，國內(nèi)大有星星燎原之勢，國產(chǎn)替代的空間巨大。

分品類來看，晶圓制造材料主要包括硅片、濕電子化學(xué)品、光掩模、光刻膠及輔助材料、CMP 拋光材料、電子特氣、靶材等。其中光掩模版、光刻膠、前驅(qū)體仍處于國產(chǎn)化率較低的認(rèn)證導(dǎo)入階段，也是自主可控亟待突破的核心環(huán)節(jié)；硅片、電子氣體、濕化學(xué)品處于驗(yàn)證通過后的放量加速階段；CMP 拋光材料、靶材等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一定程度上的國產(chǎn)替代，未來份額平穩(wěn)提升。

EDA軟件也取得了一定的發(fā)展空間。2023年2月28日，華為宣布與國內(nèi)EDA企業(yè)共同完成了14nm以上工藝的國產(chǎn)化。現(xiàn)在國內(nèi)EDA企業(yè)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在模擬、面板領(lǐng)域的EDA全流程覆蓋，后續(xù)有望拓展至數(shù)字全流程工具。

目前EDA賽道已有多家國內(nèi)公司深入布局，其中華大九天能夠?qū)崿F(xiàn)模擬、面板、射頻等領(lǐng)域的全流程 EDA工具覆蓋；廣立微則專注于晶圓制造端的良率提升和電性測試環(huán)節(jié)，則有望受益于國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)、制造行業(yè)發(fā)展和國產(chǎn)替代需求驅(qū)動(dòng)下持續(xù)擴(kuò)張的國產(chǎn)制造端 EDA 軟件和測試設(shè)備的需求；概倫電子已在器件建模和電路仿真的關(guān)鍵環(huán)節(jié)掌握自主可控的 EDA 核心技術(shù)，能夠支持最高達(dá)3nm先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)和FinFET、FD-SOI 等各類半導(dǎo)體工藝路線。

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，中國大陸芯片市場為1,430 億美元，但中國大陸芯片產(chǎn)值僅為 227 億美元，存在較大的缺口。即使剔除短期內(nèi)中國大陸仍較難擴(kuò)張的先進(jìn)制程產(chǎn)能，僅成熟制程產(chǎn)能，內(nèi)資晶圓廠也還有較大的提升空間以達(dá)到一定程度的自給率。