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封测行业价格触底,产业即将迎来增长?先进封装“黄袍加身”
2023-09-05 来源:贤集网
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关键词:半导体集成电路AMD

同花顺iFinD数据显示,截至8月29日,已有8家半导体封测企业发布半年报,其中6家上半年净利润同比下滑,包括3家亏损。

具体来看,半年报显示,华天科技上半年实现营业收入50.89亿元,同比下降18.19%;归属于上市公司股东的净利润6287.86万元,同比下降87.77%。长电科技实现营业收入121.73亿元,同比下降21.94%;归属于上市公司股东的净利润4.96亿元,同比下降67.89%。晶方科技实现营业收入约4.82亿元,同比下降22.34%;归属于上市公司股东的净利润7661.14万元,同比下降59.89%。

对于业绩下降的原因,某封测上市公司相关负责人告诉《证券日报》记者:“主要还是全球终端市场需求疲软,半导体行业处于下行周期,导致国内外客户需求下降,公司订单不饱满,产能利用率不足,从而导致盈利下滑。”



根据WSTS发布的最新数据,今年上半年全球半导体市场销售额同比下滑19.3%,预计2023年全球半导体市场规模将下降10.3%。

虽然全球半导体产业销售仍显疲软,但从今年3月份开始,半导体产业月度销售额触底回升,今年二季度销售额环比一季度增长4.7%。

从已经发布半年报的上市公司二季度净利润情况来看,也显现出业绩回暖迹象。同花顺iFinD数据显示,长电科技、颀中科技、汇成股份今年第二季度分别实现归属于上市公司股东的净利润3.86亿元、9160.91万元和5574.11万元,环比分别增长250.83%、199.25%和111.93%。华天科技第二季度实现归属于上市公司股东的净利润1.69亿元,一季度为-1.06亿元,环比实现扭亏。

上述负责人向记者表示:“进入二季度后,随着半导体行业逐步回暖,公司的订单也逐步恢复。”

“经历了近两年的下行周期,封测企业库存去化基本完成或接近尾声,部分品类价格和稼动率已经率先走出底部,逐渐进入触底回升阶段。”有不愿具名的券商分析师在接受记者采访时表示。

“预计从第三季度开始,随着更多的IC设计公司复苏,去库存完成结合新应用发力,国内工厂和国外工厂产能利用率将先后恢复,第三季度到第四季度将达到较为健康的状态。从产业趋势上看,涉及汽车电子业务以及具有先进封装能力的厂商在此轮复苏中将更具优势。”上述分析师向记者表示。


3D IC先进封装对EDA的挑战及如何应对

随着集成电路制程工艺逼近物理尺寸极限,2.5D/3D封装,芯粒(Chiplet)、晶上系统(SoW)等先进封装成为了提高芯片集成度的新方向,并推动EDA方法学创新。这也使得芯片设计不再是单芯片的问题,而逐渐演变成多芯片系统工程。新的问题随之出现,先进封装中的大规模数据读取显示,高密度硅互连拼装、高性能良率低功耗需求对EDA算法引擎提出了更高的要求。

芯和半导体技术总监苏周祥在2022年EDA/IP与IC设计论坛中提出,在SoC的设计阶段需要克服可靠性问题,而在2.5D和3D方面需要解决的问题则是系统级封装和模块仿真。

容易出现以下问题:

▪多个点工具形成碎片化的2.5D/3D IC 解决方案:每个点工具都有自己的接口与模型;各个工具之间的交互写作不顺畅、缺少自动化;

▪在2.5D/3D IC 设计过程中,不能再设计初期就考虑Power/Signal/Thermal的影响,而且不能协同分析;

▪多个点工具形成了很多不同的接口,文本与文件格式的转换,各种不同的格式转换使精度收到损失。



作为应对,2.5D/3D IC先进封装需要一个新的EDA平台。在架构方面,需要考虑包括系统级连接、堆栈管理、层次化设计;物理实现需要:包括协同设计环境、跨领域工程变更、多芯片3D布局规划和布线、统一数据库;分析解决需要包括片上和封装电磁分析、芯片封装联合仿真、多物理分析、与布局布线工具无缝集成;验证方面,则需要芯片工艺约束、封装制造设计规则、芯片3D组装约束、芯片数据通信协议。


先进封装产能将供不应求

根据TrendForce集邦咨询统计,英伟达在A100及H100等相关AI Server需求的带动下,对CoWoS产能的需求将大幅提升,加之AMD、Google等高端AI芯片的需求增长,CoWoS产能2023下半年或将供不应求。

目前市面上的算力芯片Chiplet方案大多以CoWoS为主,主要封装环节包括中段的晶圆级封装和后段的COW+OS。其中OS封装环节与传统的FC-BGA类似,率先开放给第三方封测厂商。

国内主要封装厂商包括长电科技、通富微电、华天科技、甬矽电子、伟测科技等。

国产供应链Chiplet方案,中段的晶圆级封装(Bumping)和后段的COW环节将是主要的价值量增量和国产封测厂商发力的主要方向。国内Bumping工艺的领先厂商包括盛合晶微、长电科技、甬矽电子、通富微电等。

同时,围绕这些环节的设备、材料供应链有望受益先进封装市场增长带来的增量需求。

设备供应商方面,华峰测控、长川科技、新益昌等公司分别在测试机、分选机、探针台、固晶机、焊线机等关键测试封装设备领域实现国产化突破,替代空间广阔。

材料供应商方面,IC载板作为集成电路核心封装材料,全球产能集中于日本、韩国和中国台湾地区,国内高端IC载板玩家主要有兴森科技、珠海越亚、深南电路等厂商。

整体来看,台积电3D封装结构为世界领先,目前在2.5D/3D封装技术上发展超过十年,为业内2.5D/3D封装的头交椅。其客户定位在本身晶圆代工的高端客户,包含苹果、AMD、Google、英伟达等,自2016年InFO技术推出独享苹果A系列处理器后,台积电在立体结构先进封装领域已经独占鳌头,未来有望持续引领先进的三维封装技术发展。


异构集成电路:突破的新方向

自摩尔定律提出以来,集成电路一直在不断演进,但如今已到达了面临物理极限的时刻。芯片性能的增长速度显著减缓,引发了全球范围内的研究和探讨。吴汉明指出,截至今年,芯片性能年增长率从2002年的高点57%降至仅有3%,这种减速现象意味着封装技术的突破将为中国芯片产业提供宝贵的追赶机遇。



在众多专家学者中,中国科学院院士、上海交通大学党委常委、副校长毛军发提出了一种引人瞩目的解决方案——异构集成电路。异构集成电路,即在同一个3D系统级封装中,将不同工艺制造的硅和非硅器件集成到一个更高级别的系统中。毛军发认为,这是后摩尔定律时代的新方向,是中国芯片封装产业保持领先地位的关键方法。这种新型集成方式,通过将不同技术元素融合,打破了传统限制,将为芯片封装领域带来前所未有的变革。

芯片封装,被比喻为半导体产业的“装订步骤”,在电子供应链中却扮演着不可或缺的角色。封装不仅仅是制造过程的最后一步,更是产品创新的催化剂。以苹果的AirPods Pro和AirTag为例,先进封装技术让核心系统体积大幅缩小,不仅为设备带来更强大的功能,还实现了更低的功耗和更长的续航时间。这清楚地表明,封装已经不再是简单的包装,而是产品性能提升的关键驱动力。

英特尔,作为半导体领域的巨头,对于芯片封装技术的发展拥有深刻见解。在摩尔定律新时代,英特尔加快了对先进异构集成封装的布局。通过先进多芯片封装、异构集成封装和全新全方位互连技术,英特尔正在为芯片封装技术开辟新的局面。这一技术策略,以协同优化、高密度互连、新型封装技术等为核心,为后摩尔时代的芯片龙头地位奠定了坚实基础。

尽管中国芯片封装业发展迅速,但在先进封装技术方面仍有差距。然而,中国作为全球最大的集成电路市场,其地位不容小觑。中国已取得了令人瞩目的集成电路产业发展成就,技术创新与市场化水平显著提升。面对异构集成电路的突破方向,中国需跳出传统思维,积极引入多学科交叉,推动封装技术与创新的结合。

从传统封装到异构集成电路,从性能提升到产品创新,从技术突破到产业挑战,芯片封装技术正迎来一个全新的篇章。作为半导体领域的重要一环,封装已不再是简单的“包装”过程,而是一个可以推动产业前进的关键环节。在这个充满机遇与挑战的时代,中国有着巨大潜力,将在芯片封装领域迸发出耀眼的创新火花。随着我对这一领域的深入研究,我深刻认识到芯片封装的重要性,同时也坚信中国在技术创新和市场化方面将继续走在前沿,引领产业不断迈向新的高峰。



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