蘋果AppleWatchS系列芯片是最早大規(guī)模使用SiP技術(shù)的典型的應(yīng)用。同時(shí)iPhone中也具備多個(gè)SiP模組,在iPhone7中SiP模組多達(dá)5個(gè)。
從市場(chǎng)上看,根據(jù)Yole數(shù)據(jù),先進(jìn)封裝2016年至2022年的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到7%,高于整個(gè)封裝行業(yè)(3-4%),半導(dǎo)體行業(yè)(4-5%),PCB行業(yè)(2-3%)以及全球電子產(chǎn)品工業(yè)(3-4%)和全球國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(2-3%)。發(fā)展最快的先進(jìn)封裝技術(shù)是Fan-Out(36%),其次是2.5D/3DTSV(28%)。到2022年,扇出預(yù)計(jì)將超過3億美元,到2021年預(yù)計(jì)2.5D/3DTSV將超過1億美元。FC技術(shù)目前占比仍然是最大的,2017年達(dá)到19.6億美元,占先進(jìn)包裝收入的81%。隨著Fan-Out封裝的滲透提升,到2020年預(yù)計(jì)FC市場(chǎng)份額將下降至74%。
具體看FOWLP市場(chǎng),F(xiàn)OWLP市場(chǎng)包括兩個(gè)部分,一是單芯片扇出封裝(coreFO),應(yīng)用于原先Fan-in無法應(yīng)用的通訊芯片、電源管理IC等大宗應(yīng)用市場(chǎng);二是高密度扇出封裝(HDFO),F(xiàn)oWLP可作為多芯片、IPD或無源集成的SiP解決方案,應(yīng)用于AP以及存儲(chǔ)芯片。如臺(tái)積電的InFO技術(shù)在16nmFinFET上可以實(shí)現(xiàn)RF與Wi-Fi、AP與BB、GPU與網(wǎng)絡(luò)芯片三種組合。
根據(jù)Yole數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2017年FOWLP市場(chǎng)達(dá)到14億美元,2022年市場(chǎng)規(guī)模將上升到23億美元,未來年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)20%。
國(guó)內(nèi)封測(cè)三強(qiáng)進(jìn)入第一梯隊(duì),搶先布局先進(jìn)封裝
中國(guó)半導(dǎo)體要趕上世界先進(jìn)水平大約還需要十年時(shí)間,但封裝技術(shù)門檻相對(duì)較低,國(guó)內(nèi)發(fā)展基礎(chǔ)相對(duì)較好,所以封測(cè)業(yè)追趕速度比設(shè)計(jì)和制造更快。中國(guó)半導(dǎo)體第一個(gè)全面領(lǐng)先全球的企業(yè),最有可能在封測(cè)業(yè)出現(xiàn)。
成長(zhǎng)迅速,大陸封測(cè)三巨頭快速追趕。內(nèi)生增長(zhǎng)+外延并購雙向驅(qū)動(dòng),長(zhǎng)電+華天+通富過去十年已經(jīng)完成了基礎(chǔ)框架搭建,內(nèi)生穩(wěn)步快速增長(zhǎng);2014年以來,相繼華天收購美國(guó)FCI,長(zhǎng)電收購星科金朋,通富微電收購AMD蘇州和檳城兩座工廠,完成規(guī)模體量的快速擴(kuò)張。
根據(jù)拓墣產(chǎn)業(yè)研究院10月份的報(bào)告顯示,在專業(yè)封測(cè)代工的部分,2017年全球前十大專業(yè)封測(cè)代工廠商營(yíng)收,前五名依次為日月光、安靠、長(zhǎng)電科技、矽品和力成,后五名依次為:天水華天、通富微電、京元電、聯(lián)測(cè)和南茂科技。長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電組成大陸封測(cè)三強(qiáng)。
封測(cè)產(chǎn)業(yè)高端化,技術(shù)上完成國(guó)產(chǎn)替代。國(guó)內(nèi)封測(cè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備規(guī)模和技術(shù)基礎(chǔ)。目前大陸廠商與業(yè)內(nèi)領(lǐng)先廠商的技術(shù)差距正在縮小,基本已逐漸掌握最先進(jìn)的技術(shù),大陸廠商的技術(shù)劣勢(shì)已經(jīng)不明顯。業(yè)內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)廠商最先進(jìn)的技術(shù)大陸廠商基本已逐漸掌握,比如凸快技術(shù)、晶圓級(jí)封裝和3D堆疊封裝等。在應(yīng)用方面,F(xiàn)C封裝技術(shù)大陸三大封測(cè)廠均已實(shí)現(xiàn)批量出貨,WLP晶圓級(jí)封裝也有億元級(jí)別的訂單,SiP系統(tǒng)級(jí)封裝的訂單量也在億元級(jí)別。
根據(jù)YoleDevelopment統(tǒng)計(jì),2016年全球先進(jìn)封裝供應(yīng)商排名中,中國(guó)長(zhǎng)電科技將以7.8%的市占率超過日月光、安靠(Amkor)、臺(tái)積電及三星等,成為全球第三大封裝供應(yīng)商。
從短期看,日月光合并硅品,美國(guó)安靠收購日本J-Device,體量龐大,長(zhǎng)電目前處于對(duì)星科金朋的整合消化期,華天和通富距離第一梯隊(duì)還有一段差距,短期難以從規(guī)模上超越。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,國(guó)內(nèi)封測(cè)技術(shù)已經(jīng)跟上全球先進(jìn)步伐,隨著國(guó)內(nèi)上游芯片設(shè)計(jì)公司的崛起,下游配套晶圓建廠邏輯的兌現(xiàn),輔以國(guó)家政策和產(chǎn)業(yè)資本的支持,國(guó)內(nèi)封測(cè)企業(yè)全面超越臺(tái)系廠商,是大概率事件。
4.5、設(shè)備:星星之火,等待燎原
半導(dǎo)體集成電路制造過程及其復(fù)雜,需要用到的設(shè)備包括硅片制造設(shè)備、晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備和輔助設(shè)備等。
硅片制造設(shè)備
以IC集成電路用的300毫米(12寸)大硅片為例,生產(chǎn)工藝流程如下:拉晶—滾磨—線切割—倒角—研磨—腐蝕—熱處理—邊緣拋光—正面拋光—清洗—外延—檢測(cè)。晶體生長(zhǎng)設(shè)備直接決定了后續(xù)硅片的生產(chǎn)效率和質(zhì)量,是硅片生產(chǎn)過程中的重中之重。硅片尺寸越大,純度越高,對(duì)生產(chǎn)工藝和設(shè)備的要求也就越高。目前國(guó)產(chǎn)單晶爐生產(chǎn)的硅片良率在50%左右,進(jìn)口單晶爐能達(dá)到90%以上,國(guó)產(chǎn)設(shè)備在技術(shù)上還有較大提升空間。
晶盛機(jī)電是目前國(guó)內(nèi)唯一能生產(chǎn)大尺寸單晶爐的廠商。目前在半導(dǎo)體級(jí)別8英寸單晶爐領(lǐng)域已成功實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代,12英寸單晶爐也進(jìn)入小批量產(chǎn)階段。
晶圓制造設(shè)備
在晶圓制造中,總共有七大生產(chǎn)區(qū)域,分別是擴(kuò)散(ThermalProcess)、光刻(Photo-lithography)、刻蝕(Etch)、離子注入(IonImplant)、薄膜生長(zhǎng)(DielectricDeposition)、拋光(CMP,即化學(xué)機(jī)械拋光)、金屬化(Metalization),共涉及7大類設(shè)備:擴(kuò)散爐(氧化),光刻機(jī),刻蝕機(jī),離子注入機(jī),薄膜沉積設(shè)備,化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)和清洗機(jī)。
根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù),以一座投資規(guī)模為15億元美金的晶圓廠為例,晶圓廠70%的投資用于購買設(shè)備(約10億元美金),設(shè)備中的70%是晶圓的制造設(shè)備,封裝設(shè)備和測(cè)試設(shè)備占比約為15%和10%。晶圓制造設(shè)備中,光刻機(jī),刻蝕機(jī),薄膜沉積設(shè)備為核心設(shè)備,分別占晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備成本的30%,25%,25%。
美日荷三國(guó)壟斷,半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)集中度非常高
全球半導(dǎo)體設(shè)備十強(qiáng)里面,只有美日荷三個(gè)國(guó)家的企業(yè)入圍。2016年前五大廠商應(yīng)用材料、ASML、LamResearch、TokyoElectron和KLA-Tencor合計(jì)市場(chǎng)份額高達(dá)92%,其中應(yīng)用材料AMAT市場(chǎng)占有率為24%。
荷蘭ASML幾乎壟斷了高端領(lǐng)域的光刻機(jī),市場(chǎng)份額高達(dá)80%。ASML新出的EUV光刻機(jī)可用于試產(chǎn)7nm制程,價(jià)格高達(dá)1億美元。AMAT在CVD設(shè)備和PVD設(shè)備領(lǐng)域都保持領(lǐng)先,LamResearch是刻蝕機(jī)設(shè)備領(lǐng)域龍頭。
國(guó)產(chǎn)設(shè)備星星之火可以燎原
隨著我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)呈現(xiàn)出較快發(fā)展的勢(shì)頭。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)以及各地方ZF、科技創(chuàng)新專項(xiàng)的大力支持下,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售快速穩(wěn)步增長(zhǎng),多種產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)從無到有的突破,甚至有些已經(jīng)通過考核進(jìn)入批量生產(chǎn),在國(guó)內(nèi)集成電路大生產(chǎn)線上運(yùn)行使用。