21世纪经济报道见习记者 陈归辞 上海报道
本轮人工智能浪潮推动AI芯片需求急剧增长,先进封装作为“后摩尔时代”提升芯片性能的关键技术路径,正被进一步推至半导体行业的前沿。
台积电的CoWoS先进封装技术是当前AI及高性能芯片厂商的主流选择。英伟达的A100和H100、AMD的MI300等高端芯片均采用了该项技术。
由于需求激增,CoWos产能自2023年起面临持续紧缺。台积电总裁魏哲家今年7月表示CoWoS需求“非常强劲”,台积电将在2024年和2025年均实现产能至少翻倍,但至2026年前仍将无法满足客户需求。
据市场研究机构Yole Group,先进封装行业的市场规模在2023年达到378亿美元,预计到2029年将达到891亿美元,2023年到2029年的复合增长率为11%。包括台积电、英特尔、三星、日月光、安靠、长电科技等OSAT厂商在内的行业巨头,都在大力投资高端先进封装产能,预计2024年将为其先进封装业务投资约115亿美元。
人工智能浪潮无疑为先进封装行业带来了新的强劲动力。而先进封装技术的发展也能为消费电子、高性能计算、数据存储、汽车电子、通信等诸多领域的发展提供支持。
正因如此,先进封装领域如今备受资本与产业的瞩目。众多企业如今纷纷入局先进封装,技术创新与迭代异常活跃。在芯片国产化、人工智能竞赛的背景下,中国大陆在这一领域能否取胜也备受关注。
当前先进封装领域的趋势如何?中国大陆企业能否把握机遇,有力迎击挑战?
2.5D/3D封装增速最快
2010年前后,随着摩尔定律的放缓,半导体行业的焦点开始逐渐从先进制程转向先进封装。在由ChatGPT掀起的人工智能浪潮中,高端芯片的需求激增,先进封装技术的重要性由此进一步凸显,行业趋势也发生了新的变化。
在技术发展方向上,封装技术由“传统封装”演进至“先进封装”,总体不断朝向高引脚、高集成和高互联的方向发展。“先进封装”如今通常指倒装封装(FC)、晶圆级封装(WLP)、2.5D/3D封装、系统级封装(SiP)等封装技术。
但“先进”也是相对的。当下,业界似乎更倾向于视2.5D/3D封装为“先进封装”的代表。CoWoS封装技术便属此列。
“先进封装是一个相对的概念,随着技术的发展,它的内涵会发生变化。从引线框架、引线键合,到发展出倒装封装,再到晶圆级封装,然后到2.5D/3D封装——现在2.5D/3D封装乃至3.5D封装几乎被视为‘先进封装’的代名词。”华封科技董事长王宏波近日在海通证券举办的2024上海先导产业大会上表示。
的确,2.5D/3D封装当下似乎成为“兵家必争之地”。台积电、三星、英特尔、日月光、安靠、长电科技等半导体厂商都在2.5D/3D封装技术上积极投入和扩产,引发激烈的角逐。
据Yole Group,在所有封装平台中,2.5D/3D封装的增长速度最快。AI数据中心处理器的2.5D/3D出货量预计将强劲增长, 2023年到2029年复合增长率为23%。
扇出型面板级封装、玻璃基板封装崭露头角
值得注意的是,先进封装并非仅仅局限于服务高端芯片,“降本”也是它的一个重要发展方向。
王宏波指出:“业内对先进封装有一个先入为主的认识,认为先进封装一定是用于高端芯片的。这是因为先进封装原来的成本较高,所以只有高端芯片才用得起。但从工艺角度来说,先进封装其实并不局限于在高端芯片上使用。比如像最新涌现出的板级封装、玻璃基板封装等先进封装技术,成本很低,可以为降本服务。”
扇出型面板级封装和玻璃基板封装正成为先进封装的另外两个很具潜力的方向。
扇出型面板级封装(FOPLP)是一种兼顾性能和成本的先进封装方案。它在晶圆级封装技术(WLP)的基础上,将芯片分布在大尺寸面板上通过扇出布线互连,随着基板面积提升能够实现芯片制造成本下降。相较传统封装具有产效高、成本低的优势。
FOPLP最初主要用于移动应用,近年来已经逐渐应用于汽车芯片、人工智能、5G、服务器等。
但总体来说,FOPLP的发展还处于起步阶段,面临面板翘曲影响精度和良率、散热、产能等问题的挑战。台积电已宣布成立FOPLP团队,并规划建立小量产线。英伟达也表示最快将于2026年引入FOPLP。大陆方面,目前,奕成科技建成的大陆首座高端板级封测项目已投产,华润微、盛美上海和华天科技等头部半导体企业也已入局FOPLP。
在先进封装的材料革新上,开发玻璃基板以取代传统有机基板由英特尔率先发起,英特尔在该方面的探索已有约十年。今年,由于英伟达、三星、AMD、苹果等半导体大厂均对玻璃基板表示出浓厚兴趣,玻璃基板因此备受市场关注。
由于玻璃基板可在单个较小尺寸封装内配置更多裸片,并可提高光刻的焦深从而确保制造的精密性和准确性,它被视为下一代半导体封装材料。
王宏波表示,玻璃基板封装目前正处于“量产前夜”,玻璃基板封装将一方面用于高端AI芯片,另一方面由于其价格较传统封装材料低很多,也将有助于产品降本。
据悉,英特尔已宣布计划在2026年至2030年间实现玻璃基板量产。大陆方面,目前已有华天科技、雷曼光电、沃格光电等公司布局玻璃基板。
前道、后道企业涌入先进封装
前道与后道制程界限模糊,前道与后道众多企业涌入是先进封装领域呈现的另一个趋势。
“先进封装”处于前道晶圆制造与后道封装测试的交叉地带。有别于传统的后道封测工艺,先进封装的关键工艺需要在前道平台上完成,是前道工序的延伸。例如,2.5D/3D 封装中的关键技术硅通孔技术(TSV),需要在前道晶圆制造阶段进行通孔的刻蚀和填充,该项技术所需要的设备也与前道工艺存在重合。因此,前道与后道之间的界限变得模糊。
由于先进封装技术与晶圆制造技术存在相当程度的协同性和关联性,更由于AI浪潮带动了先进封装的巨大市场,国内外晶圆代工厂与集成设备制造商纷纷入局或加码先进封装。
后道封装测试厂商同样不愿错失良机,下游应用市场对先进封装需求的增长以及降本增效的需求,促使OSAT也在先进封装领域加码布局。
另外值得一提的是,先进封装热潮也给半导体设备企业和材料企业带来了新的发展动力。相关行业的格局可能将发生变化,企业需努力迎接挑战。
王宏波表示,如今玻璃封装正在崭露头角,如果这项工艺普及,由于它的成本比原来的基板和载板低很多,将给原来的基板企业和载板企业带来巨大冲击。将来可能会有另一拨公司跨界进入到先进封装领域发展。
能否挑战台积电?
台积电目前是先进封装领域的最强引领者,但全球各大其他半导体头部公司也在这一领域倾尽全力展开竞逐,技术创新与迭代频频不断,竞争态势异常激烈。
对中国大陆半导体产业而言,由于大陆多年来在半导体行业末端的封测领域占据重要地位,全球排名前十的封测厂商中,大陆就占有三席。因此,中国大陆得以在先进封装领域与境外站在同一起点展开竞逐。同时,在芯片国产化、人工智能竞赛的大背景下,中国大陆企业在先进封装这一芯片制造的关键技术领域的发展,也因此更加被寄予厚望。
王宏波认为,在先进封装领域,中国大陆与境外竞争对手相比,在某些方面处于绝对领先地位,在某些方面处于努力追赶的状态。比如,在晶圆级封装方面,中国大陆企业是领先的。而在如CoWoS技术上,中国大陆企业仍需继续紧跟。“台积电的产能瓶颈会持续到2025年年底,但到2026年它的产能就会得到释放,同时,下一代CoWos技术会出现,先进封装技术将再被带上一个台阶。”
中国大陆企业能否在先进封装领域取得长足发展,有赖于全产业链的协同努力。如陛通半导体董事长宋维聪在上述会议上所言:“先进封装是半导体全产业竞争和发展的重要组成部分,需要先进工艺、先进设备、先进材料和EDA(电子设计自动化)等多方面的协同发展。目前,国内企业在先进封装领域既面临一些挑战,也拥有很多机遇,需要全产业链共同努力,实现突破。”
用人话讲一下半导体材料产业格局
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。
两年,超500亿灰飞烟灭!“芯骗”坑国的武汉弘芯们还在继续
文 | 特约作者张小星
编辑 | 浅夏
(ID:xsy-shangyecankao)
三年前,武汉弘芯成立,扬言投资1280亿研发芯片,欲比肩台积电,掀起一场轰轰烈烈的造芯运动;
三年后,烧完153亿元,武汉弘芯工程停滞,几近烂尾,分包商、工人被欠款后,投诉无门。
其幕后大股东从业经历与半导体无半点关系,竟撬动了千亿半导体项目,获得武汉政府垫资。
国内芯片产业似乎进入大跃进阶段,弘芯事件并非个例。 成都格芯、南京德科码、贵州华芯通、山西坤同半导体……不少半导体项目烧了巨款后,归于沉寂。
半导体是个回报周期长,资金需求量巨大的产业,只能稳中求进。 弘芯过后,国内造芯事业,再次迷航。
千亿项目弘芯停摆
中美博弈风口浪尖上,芯片国产化成了当务之急。 芯片风口下,国内芯片投机分子蠢蠢欲动,借机挥下镰刀。
近段时间,投资额高达1280亿元的武汉重点项目武汉弘芯曝出烂尾,事件引发 社会 高度关注。
2017年11月,武汉弘芯出世。 据介绍,该项目聚集了全球的半导体晶圆研发制造专家,拥有先进的逻辑工艺和晶圆级先进封装技术经验,未来预计建成14纳米和7纳米两条逻辑工艺生产线,月产量均达到每月3万片,且员工人数至少达到1000人规模。
要知道,现在能够实现7纳米芯片量产的企业只有台积电与三星, 武汉弘芯一上来就直接把自己定位在了全球第三的位置。
除此之外, 弘芯还请来了台积电创始人张忠谋的左膀右臂、台积电二号人物蒋尚义出任CEO。
在台积电多年任职期间,蒋尚义曾将研发团队从400人扩编至7600人,打造出世界级研发团队,引领台积电从技术追随者为技术领导者,是名副其实的行业大牛。
恰恰由于蒋尚义坐镇,不少台积电人才转向大陆。 去年以来,大陆从台积电挖走100多名经验丰富的工程师和管理人员,其中有一半去了武汉。
有国内媒体曾援引《日经亚洲评论》报道称, 弘芯提供的工资待遇超出想象,是台积电薪酬和奖励总金额的2~2.5倍 。
这一度让台积电十分紧张。
蒋尚义加持下,弘芯又购入了价值6亿元的EUV(极紫外线)光刻机,这个光刻机仅荷兰ASML才可以生产,台积电和三星的光刻机也都来自ASML。
EUV光刻机稀有昂贵,有消息表明中国仅购买了2台,武汉弘芯就成功拿下1台,这让它一时间晋为芯片界明星项目。
在2019年底ASML光刻机进厂仪式上,背景板上写着弘芯报国,梦圆中华。
2018年、2019年,武汉弘芯连续入选湖北省级重点建设项目,风光无限。
2020年4月武汉市发改委发布的《武汉市2020年市级重大在建项目计划》中,武汉弘芯半导体项目仍然以1280亿元的总投资额位列第一, 截至2019年底已完成投资153亿元,2020年计划投资87亿元。
但就在大家抱以无比期待的2年等待后,等来的却是弘芯的爆雷。
今年6月,媒体传出蒋尚义萌生退意,他对外回应的是公司是有些问题待解决。
紧接着,7月30日,一份来自武汉市区政府网站意外披露的消息,将武汉弘芯推至风口浪尖,网站中关于投资建设的报告显示, 武汉弘芯项目存在较大资金缺口,随时面临资金链断裂大致项目停滞风险。
该报告还指出,弘芯二期用地一直未完成土地调规和出让,项目缺少土地等材料,不能上报给国家发改委窗口指导,导致其他股权基金无法导入。
资金捉襟见肘,欠款丑闻甚嚣尘上。
武汉弘芯拖欠总包商武汉火炬建设集团有限公司数亿工程款,还拖欠了分包商武汉环宇基础建设公司4100万工程款。
被二者诉至法庭后,弘芯公司账户因此冻结,二期价值7530万元的土地使用权被法院裁定查封三年。 官司还在进行中。
针对此事,武汉弘芯去年11月公开声明,公司按期足额支付总承包商火炬集团工程款,而火炬集团与武汉环宇间属于内部结算纠纷。
至此,拖欠分包商工程款、工人工资,款项至今没有着落,武汉弘芯几近停摆,千亿项目灰飞烟灭。
其实,在爆雷之前,弘芯已有迹象,这直接体现在员工招聘和收入上。
去年起,网上网络贴吧和知乎上很多准员工称收到offer后,公司迟迟没有通知入职,现有员工公积金缴纳比例也从12%降至8%。
另外,有记者发现武汉弘芯作假,其购买并不是光刻机EUV,而是DUV(深紫外光)光刻机。
如今,这台光刻机在全新尚未启用的情况下,就以5.8亿抵押给了银行等着落灰。
而弘芯现有员工因为无法投入生产,只能每天坐在办公室写写PPT。
弘芯背后神秘丽影
回顾三年前武汉弘芯诞生之际,扬言要在国际芯片市场上弯道超车,凭借起步7nm工艺技术,一举比肩台积电。 眼前的弘芯壮志未酬,身先死。
弘芯幕后人物一直像影子般存在。 天眼查显示,武汉弘芯注册资本20亿元,目前实缴资本为2亿元。
这2亿元全部来自于持股10%的股东之一武汉临空港,武汉临空港的钱是武汉东西湖区国有资产监督管理局出的,也即国有资本。
而 持股90%、需提供18亿元的大股东北京光量蓝图 科技 有限公司实缴资本却为0。
20亿注册资本一分没出,空手套白狼。 在此之下,政府资金一旦烧完,资金链立刻崩溃。
北京光量蓝图非常神秘,公司成立于2017年11月2日,早于武汉弘芯半个月。 公司成立之初,龙伟、曹山均是分别任董事长和董事,在2019年1月两人从武汉弘芯董事名单中退出,之后李雪艳出任董事长、莫森进入董事。
据了解,曹山本身从事半导体行业,担任6家半导体公司法人、执行董事职务,布局半导体行业两年多时间。 由此看出,光量蓝图一开始具备从事半导体能力。
然而,当曹山退出后,光量蓝图成了名副其实的空壳公司。 李雪艳原先投资生态 科技 、买烧酒、办餐饮、盖园林,从业背景与半导体无半点联系,创办武汉弘芯前半个月创立了光量蓝图,项目至今未投入任何资金,一直在烧政府的钱。
而莫森则未查到任何与半导体有关的从业背景。
两个从未接触过半导体的人,竟然做了一千多亿的半导体项目,令人匪夷所思。
剥开迷雾,结合前文层层梳理,也即 李雪艳等人成立了空壳公司光量蓝图,再通过空壳公司拿到成都政府重点项目武汉弘芯,弘芯又通过总包商武汉火炬建设将债务和风险转移给了待贷款银行、分包商和供应商。
如此一来,他们不投资便获得一大笔收益。
去年7月和11月,光量蓝图因未及时公布年报和登记经营场所无法联系,被列入经营异常名录企业。
再看武汉弘芯,即便该公司股权结构清晰,细究之后也是疑窦重重 。 两位离开的关键人物中,曹山从业背景已介绍过,而龙伟实则是庆安贸易总经理、法人。
庆安贸易曾投资过成都海威华芯 科技 有限公司,早就开始布局芯片产业,武汉弘芯是其第二次投资人芯片项目。
公司在龙伟之前的投资人为刘亚苏,关于此人的相关新闻中常见军方背景,再加上庆安贸易名字与军工企业庆安集团高度关联,可见庆安贸易并不简单。
烂尾消息曝出,被寄予厚望的民族企业瞬间成了骗局,政府、承包商、供应商、工程师、员工惨遭重击。 让人唏嘘不已。
国内半导体大跃进
中国的芯片设计企业数量世界第一,实际设计水平也达到世界第二名。 但制造是短板,很多材料全部依赖进口。
2019年,中国芯片进口额高达3040亿美元,远超排名第二的原油进口额。
经历过华为、中兴事件后,中国未来加大芯片领域投入,除了相关免税政策外,还牵头创办实验室,很多大基金趋之若鹜。
中科院表示,美国卡脖子清单变成科研任务,将进行全面布局。 在此背景下,若中国芯片能崛起,可谓是涅槃重生。
但资本家们纷至沓来,引起的却是大量企业在全国各地画大饼、投资圈钱圈地,地方政府忽视项目真实情况,虚假项目大行其道,爆雷事件接踵而至。
记者采访了行业观察者张昊(匿名),其表示一个未来存在很大机会的行业,肯定会引来很多人投资发展。
近两年,类似武汉弘芯爆雷事件的还有:
另据《瞭望》报道,在短短一年多时间里,分布于我国江苏、四川、湖北、贵州、陕西等 5 省的6 个百亿级半导体大项目先后停摆。“芯骗”坑国的武汉弘芯们还在继续……
国内造芯事业屡屡遇阻,张昊表示,其实多年前也有过很多类似的失败案例,只是近期发生的事件频频被爆出,才感觉很多。
针对这些被看做骗局的半导体项目,一些项目一开始想得过于远大,中途发现做芯片难度太大,自身研发能力不足,最后做不下去了。 从而演变成骗局。
半导体及其耗资且回报周期长,需要一代人二三十年沉下心做研究,国内第一芯片代工厂中芯国际,苦熬20年才实现14nm工艺产量,新生代企业挑战7nm工艺,谈何容易;中科院换道 探索 20年研发出碳基芯片也绝非一蹴而就。
反观国内投资,多数追求短期回报,一些项目借此大肆圈钱。
还有一种情况,项目方根本没有做好准备,想利用政府资源整合,获得融资发展机会,到最后发现做不下去了。 还有一种可能, 或许从最初就是一场骗局。
数据显示,中国在2019年仅本土生产了其国内使用所需半导体的16%,可见,距离实现半导体行业的自给自足和全球领导地位的目标还很遥远。
动辄以十年计算回报周期的芯片行业,单靠政府土地优惠政策远远不够,企业在没有盈利前,活下去才是战略重点。
半导体国产替代空间巨大,如何挖掘机会?
众所周知,这两年因为中兴、华为事件,所以国产半导体国产替代被大家喊得越来越凶。当然事实也确实是如此,毕竟半导体是目前 科技 领域最不可或缺的高 科技 ,一旦被人卡脖子,只有掌握在自己手中,才能不被人卡脖子,那么国产替代的机会在哪里?可以从两个方面来看
一、从技术难度低的先发展起,比如封测
我们知道半导体尤其是大家常说的芯片,有三个主要流程,分别是封测、制造、设计。 其中封测的门槛最低,国内也表现较好。
所以我认为国产替代,首先是从封测开始,因为门槛低,同时封测属于相对来讲劳动密集型的,这样国内是有优势的,另外大陆也有封测三强,台湾日月光更是全球第一封测企业。
二、再发展制造业,这个是基础
而在封测之后,再要发展制造业,毕竟制造业都是基础,目前国内技术最落后的,其实说起来还是制造,像封测、设计领域其实较之国际水平,并不差,但制造就差多了。
以台积电为例,目前已经进入7nm,今年会是5nm,但中芯国际才14nm,离5nm至少3-5年吧,并且台积电还在进步,3-5年之后,中芯国际肯定追不上,只能达到台积电现在的水平。
而设计领域是目前国内企业最多的,毕竟设计门槛说高不高,说低不低,在使用ARM、RISC-V等构架之后,设计门槛低多了,再加上投入也少,直接设计出来交给代工企业来生产,这就行了。
所以总体来看,半导体国产替代其实各个环节都是机会,毕竟目前在所有领域都是较为落后的,甚至上下游的材料,设备方面都落后,所有的企业在任何领域,有扎实的基础,都会迎来大发展的。
半导体行业在2019年日子并不好过,整个行业的公司业绩都不太好,严重依赖半导体行业的韩国人均GDP还出现了下降,半导体需求低迷,各类芯片出货量大幅下降,产业链的各个环节都受到了明显的影响。
但随幐5G时代的加速到来,将成为半导体行业拐点的催化剂,5G网络需要全产业链的支撑,包括5G基站、高速PCB以及相关的元器件,5G建设期大概三至五年,会首先带来相关行业的需求复苏。 而由5G带来的技术升级,对相关新应用的的驱动,将会带来半导体行业的拐点。
未来几年,半导体行业将会重新进来景气周期,在这个过程中,整个产业链都有望获得复苏,从而带来预期差修复机会,对各细分行业的龙头公司来说,更有可能分享到行业增长的红利,从而带来业绩驱动和估值提升的双重利多预期。
挖掘半导体行业的机会,主要从这几个角度来思考:
第一,是芯片设计行业,芯片设计行业属于芯片产业链中的高附加值部分,包括高通、华为海思、三星、ARM、英特尔等公司,主要就是抢占了芯片设计制高点,通过积累的技术专利,最大化获得行业红利。 在A股上市公司中,也有部分芯片设计公司,虽然不能与国际 科技 巨头抗衡,但在各自的细分领域具有明显的垄断优势。
第二,是国产化替代,虽然国内有些半导体公司,实力和美国先进公司尚有一定差距,但从过去几年的情况来看,未来半导体行业将会全面推行国产化替代,只有这样,才不会被西方国家掐脖子,这为很多具有竞争力的国内芯片公司提供了非常好的市场机会,比如在视频芯片方面,国产SOC芯片公司可以很好的替代美国英伟达的芯片。
第三,需补短板的环节,在半导体行业,我们目前在芯片设计方面已经有了海思等实力强大的公司,但在生产环节则不具优势,目前最具竞争力的是中芯国际,已经可以量产14nm制程的芯片,但更高技术的晶圆代工则需要借助于荷兰ASML的光刻机。 未来我国将会投入更多技术和资金进行扶持,所以在光刻机方面有研发的公司,有预期支撑。
第四,优势环节公司,虽然在半导体产业链中,我国目前依然有些环节需继续追赶,但也有优势环节。 比如说半导体封装行业,我国上市公司中有几家公司都在全球十大封测之列,虽然封测行业的毛利率和净利率都不高,但它是半导体最终成品的必须环节,这些公司具有很高的市场份额,一旦行业复苏,会明显受益。
从这四个方面入手,寻找行业中盈利能力最强、市占率最高、且一直在持续对开发进行投入的公司,这些公司将会进一步巩固自身在行业中的地位,在新一轮半导体行业上升周期中,业绩将会出现明显的改善,会获得半导体行业复苏和全面国产化带来的机会。
去年美国抵制华为事件,以及后来中美贸易战,国内集成电路产业“缺芯少魂”现状日益明显!其实早在2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,部署充分发挥国内市场优势,营造良好发展环境,激发企业活力和创造力,带动产业链协同可持续发展,加快追赶和超越的步伐,努力实现集成电路产业跨越式发展。 随着近几年政策支持力度加大,集成电路,以及国产芯片发也势如破竹!今年1月中旬,中芯国际14nm生产线正式投产,提前一年实现量产,12nm亦开始客户导入。 据中芯国际官网报道,中芯南方集成电路制造有限公司已于2019年第三季度成功量产第一代14纳米FinFET工艺,这是国内第一条14nm工艺生产线,成为中国内地最先进的集成电路生产基地。 据悉,中芯国际从2015年开始研发14nm,目前良品率已经达到95%,意味着提前一年《国家集成电路产业发展推进纲要》完成了重要发展目标。
现状:中国连续多年成为全球最大的集成电路市场,占全球市场的需求比例逐年增加,2014年超过了全球市场的一半,2017年达到了全球市场的56.2%。 集成电路是中国最大的单一进口商品,从2013年起连续第六年超过2000亿美元,2018年更是突破3000亿美元,是价值最高的进口商品。 不仅如此,世界排名前20的集成电路企业中,三分之一的企业超50%的业绩来自中国,三分之二的企业30%的业绩来自中国,因此中国对全球大多数集成电路企业来说也是无可替代的重要市场,可见半导体国产替代空间巨大!
下面一张是国信证券半导体产业图可供挖掘:
在半导体行业当中,目前我们最有可能成长为国际主流的就是半导体封测行业,因为它最接近制造业的特征,需要大规模投资和大量的设备,土地,资金,我国在这些方面最有优势。在技术方面,半导体封测的技术发展不如半导体设计行业那么快,设备可以快速采购和研发升级,容易在庞大的国内市场需求下扩大生产规模和市场占有率,所以,聚焦我国已经具有庞大生产基础和市场基础的半导体封测行业,可能该行业能够最快速的产生类似台积电一样的世界一流企业,中芯国际,长电国际是目前的市场龙头企业,也最有发展潜力!
我国封测业未来展望,高级封测终将成为主流
近几年的海外并购让中国封测企业快速崛起,获得了技术、市场并弥补了一些结构性的缺陷。 但是封测行业马太效应明显,海外优质并购标的显著减少,未来通过并购取得先进封装技术与市占率可能性很小,自主研发+技术升级将会成为主流。 我国封测行业未来发展方向应该由“量的增长”向“质的突破”转化。
量的增长:传统封装行业的特点是重人力成本、轻资本与技术。 半导体产业链三个环节中,设计对技术积累与人才要求最高;制造对资本投入要求高;封装产业对资本与人才要求相对较低,而对人工成本在三个环节中最 敏感。 最终体现为设计和制造的附加值最高,封测的利润附加值最低。 我国大陆 2018 年设计和制造合计占半导体销售额的 66%,封测占比 34%。 台湾企业在全球封测市场占有率最高,但是 2018 年封测行业营收占台湾半导体市场总营收只有 19%,更多是利润来自于制造和设计。 封装行业对人力成本最敏感,大陆封测行业上市公司 2018 年每百万营收需要职工数为 2.06 人,头部四家封测公司(长电、华天、通富、晶方)平均为 1.59 人,同期 IC 设计行业和制造行业(中芯、华宏)分别为 0.75 和 0.74 人。
后摩尔时代,在物理尺寸即将走到极限、制程技术不能带来有效的成本降低时,半导体硬件上的突破将会更加依赖先进封装技术。 因为先进封装更加灵活,不局限于晶体管尺寸的缩小,而是可以灵活的的结合现有封装技术降低成本;研发投入和设备投入也没有半导体制造资本支出高,这将成为延续摩尔定律的关键。
“质的突破”:传统封测由于技术壁垒低、同业竞争激烈,利润提高空间非常小,未来我国封测行业应该向利润附加值更高的高级封测转化,资本支出将取代人力成本作为新的行业推动力 。 下一个半导体发展周期将依靠 AI、5G、IOT、智能 汽车 等新兴应用,这些新兴应用都对电子硬件有着共同的要求:高性能、高集成、高速度、低功耗、低成本。 先进封装技术是解决各种性能需求和复杂异构集成需求等硬件方面的完美选择。
由于先进封装涉及中道晶圆制造所用技术与设备,利润附加值增长的同时资本和技术的投入也是远高于传统封测,先进封装资本支出类似于“晶圆制造”。 先进封装涉及到晶圆研磨薄化、重布线、凸点制作(Bumping)及 3D-TSV 等制程,在制程中需要用到刻蚀、沉积等前道设备,这必然意味着大规模的资本支出,同时也意味着半导体中下游产业链业务分界模糊,相互渗透和拓展。 例如 TSMC 推出的 InFO 集成扇出型高级封装和 CoWoS 晶圆基底芯片封装技术提供了一种除了 IC 设计业务外承包整个 IC 制造的商业模式,成功让 TSMC 拿到了 3 代苹果公司的订单;Intel 与 AMD 也已经推出嵌入式多芯片互连桥接(Embedded Multi-chip Interconnection Bridge, EMIB)技术,并成功运用在商业量产上,也就是英特尔的第八代 Core G 系列处理器。 台积电 2016 年仅InFO 资本投入达 9.5 亿美元,而日月光 2016 年资本支出预计仅约 8 亿美元。 与传统封装不同,先进封装资本支出才是核心驱动力。
A股核心标的介绍
(一)长电 科技 :封测龙头,管理层优化及大客户转单驱动公司成长
长电 科技 作为全球 IC 封测环节中的第一梯队企业,其分立器件以及集成电路封装测试业务已经涵盖全球主要半导体客户,且在先进封装方面亦不断向国际先进水平靠拢。 2019 年,公司大刀阔斧的进行管理层优化整合,由经验丰富的中芯国际团队负责公司的产能优化和业务整合。 2019 年 9 月郑力先生接任公司 CEO 及董事职务,郑力先生之前是恩智浦全球高级副总裁兼大中华区总裁,并承担多个高级管理职务,凭借其在集成电路领域近 30 年的经验,将带领长电 科技 迈向新的台阶。
此外,2019 年以来,受中美贸易摩擦影响,华为海思相关订单呈现加速转向中国大陆趋势。 而长电 科技 作为本土规模最大,技术路线最丰富的半导体封测企业,毫无疑问将会是这一轮华为转单的最大收益者。
(二)华天 科技 :CIS+存储+射频,多维布局抢占先机
华天 科技 作为是一家本土前三、世界前十的半导体封装公司,主营业务覆盖全面,从传统封测到先进封测等多个系列。 华天 科技 近几年一直稳健扩张,财务结构良好,毛利率一直维持稳定。 随着 2019 年三季度以来行业整体回暖,订单逐月增加,各厂产能利用率逐步提升。
天水厂以中低端传统封装为主,包括引线框架、部分 BGA、MCM 和 FC 业务,2019Q2产能利用率回升至 90%,盈利稳定。
西安厂主要以 QFN 和 BGA 等中端封测技术为主,Q1 产能利用率在 70%左右, 2019Q2满产。
昆山厂主要业务是包括 WLP、Bumping、MEMS 和 TSV 等 2.5D-3D 高端封测技术,,,当前手机前置镜头 CIS 和安防镜头 CIS 封装订单饱满。 随着全球市场恢复,国内市场在华为订单转移加持下恢复速度加快,高级封测需求量有望大幅度提升。
此外,南京新厂的产能扩充和海外先进封测业务拓展将会是华天 科技 最值得期待盈利增长点。 公司南京基地主要部署存储器、MEMS、人工智能等高级封测产线,已于 2019年年初开工建设,预计 2020 年投产。 海外并购公司 Unisem 拥有完整的 Bumping、SiP、FC、MEMS 等先进封装技术,公司财务状况良好,现阶段整合顺利。 Unisem 主要客户包括 Broadcom、Qorvo、Skyworks 等公司,有望显著受益 5G 射频的芯片封装。
从华天 科技 各大业务布局来看:稳健扎实的传统封装是公司业绩的核心压舱石,而近年来积极部署的先进封装也正随着 CIS、存储和 5G 射频的景气高涨而开花结果,公司业绩正加速向前。
(三)通富微电:各大基地协同发力,AMD 合作渐入佳境
经过多年内生成长+外延并购的发展战略,公司现已具备六处生产基地,其产能规模及营收体量均跃居全球半导体封测行业前列,下游应用遍及手机终端、存储芯片、 汽车 电子、CPU、GPU 等众多领域。 2018 年公司营收增长 10.79%,营收增速在全球前十大封测公司中排名第二,营收规模由 2017 年的全球第七上升至全球第六,行业地位进一步提升。
2019 年上半年,通富超威苏州、通富超威槟城实现逆势增长 32.16%的亮丽成绩;与此同时,通富超威苏州成为第一个为 AMD7 纳米全系列产品提供封测服务的工厂,第二季度末7纳米产品出货总量超出AMD预期8%,标志着苏州槟城两厂被纳入通富麾下之后,其业务能力日益精进。 8 月 8 日,AMD 推出了全球首款 7 纳米芯片,谷歌与推特也宣布未来将会在数据中心的 CPU 部分采用 AMD 核心处理器的产品。 通富超威苏州、槟城作为给 AMD 7nm 产品提供封测服务的两大基地,有望显著受益于 AMD 未来的营收增长。
(四)晶方 科技 :CIS 持续景气,多年深耕终结硕果
晶方 科技 是国内 WLP 先进封测技术的领军企业之一,主要专注于传感器领域的先进封测业务。 产品应用于消费电子、安防、生物识别、 汽车 电子等诸多领域。 目前公司是全球第二大能提供影像传感芯片晶圆级尺寸封装业务的服务商。 2019 年 1 月,公司收购海外公司 Anteryon,其完整的晶圆级光学组件制造量产能力和技术与公司现有的WLCSP 封测形成良好的协同作用。
受“平安城市,天网工程,雪亮工程”驱动,我国视频监控市场增长率 15%左右,2020年有望达到 1683 亿。 公司高阶 CMOS 封装产品有望持续受益于日渐增长的视频监控需求。 此外 汽车 领域,ADAS 系统镜头数目的巨大需求量也是推动公司封测产片出货量增长的主要动力。 据 HIS 数据,随着 ADAS 渗透率提升,2020 年全球 汽车 摄像头将达到8300 万枚,复合增速 20%。 预计 汽车 电子、医疗 健康 、安防等其他应用将是未来 5 年市场成长新动能,作为主要下游封测厂商,晶方 科技 将优先受益。 传感器封测市场中摄像头、指纹识别与 3D 传感仍占较大份额。 目前,手机摄像头、指纹识别与 3D 传感渗透率增高,都加速图像传感器的发展,CIS 芯片封装需求快速增长将会是公司未来值得期待的看点。
受景气度高涨影响,公司当前产能呈现供不应求的状态。 2019 年 12 月,晶方 科技 发布定增预案,拟募集资金不超过 14 亿,用于集成电路 12 英寸 TSV 及异质集 成智能传感器模块项目,项目建成后将形成年产 18 万片的生产能力;达产后预计年增 1.6 亿净利润。 随着募投项目落地,公司业绩将被显著增厚。
(五)长川 科技 :显著受益于景气周期中封测环节 Capax 提升
长川 科技 作为一家专业的半导体设备公司,公司主要为集成电路封装测试企业、晶圆制造企业、芯片设计企业等提供测试设备,集成电路测试设备主要包括测试机、分选机、探针台、自动化生产线等,目前本公司主要产品包括测试机、分选机及自动化生产线。 随着本轮半导体景气周期见底回升,以台积电为首的晶圆厂相济调高资本支出,大幅扩产以应对强劲的市场需求,按照半导体产业链的传导规律,晶圆厂的产能扩张也势必蔓延至中下游封装厂商。 此外,在全球半导体产业向国内转移的过程中,对中国大陆来说,无论是晶圆厂还是封装厂都景气周期都将是强于全球行业周期。 与此同时我们也看到,随着长电/华天/通富/晶方的产能满载,其扩产意愿愈加迫切,故而我们认为长川 科技 作为国内领先的半导体封装测试设备供应商,将有望显著受益于此一轮半导体行业景气周期+国产化趋势。
投资建议
自 2019 年下半年以来,全球范围内新一轮半导体景气已基本确立并拉开帷幕。 对于大陆 IC 从业者来说,华为转单与产业转移的逻辑将进一步强化本轮景气周期并使其在中国大陆的演绎更加淋漓尽致。 封测环节作为本土半导体产业链中最为成熟的领域,其订单承接能力更具确定性。 标的方面,我们看好封测环节的长电 科技 、晶方 科技 、通富微电、华天 科技 ,以及封测设备厂商长川 科技 。
半导体国产替代空间巨大,如何挖掘机会?
目前,中国