半导体行业专题：先进封装超越摩尔定律，晶圆厂和封测厂齐发力

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容2024年09月19日半导体行业专题：先进封装超越摩尔定律，晶圆厂和封测厂齐发力行业研究 · 行业专题 电子 · 半导体投资评级：优于大市（维持）证券分析师：胡剑证券分析师：胡慧证券分析师：叶子证券分析师：詹浏洋联系人：李书颖021-60893306021-608713210755-81982153010-880053070755-81982362hujian1@guosen.com.cnhuhui2@guosen.com.cnyezi3@guosen.com.cnzhanliuyang@guosen.com.cnlishuying@guosen.com.cnS0980521080001S0980521080002S0980522100003S0980524060001证券研究报告 | 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容先进封装超越摩尔定律，晶圆厂和封测厂齐发力l 后摩尔时代，先进封装获重视一方面，当前先进芯片发展面临“存储墙”“面积墙”“功耗墙”和“功能墙”，仅依靠先进制程无法解决，先进封装成为重要助力。另一方，随着工艺制程进入10nm以下，芯片设计成本快速提高。根据IBS的数据，16nm工艺的芯片设计成本为1.06亿美元，5nm增至5.42亿美元。同时，由于先进制程越来越接近物理极限，摩尔定律明显放缓，侧重封装技术的More than Moore路径越来越被重视。根据Yole的预测，2023年全球先进封装营收为378亿美元，2029年增长到695亿美元，2023-2029年的CAGR达10.7%。其中2.5D/3D封装增速最快；高端封装市场规模将从2023年的43亿美元增长至2029年的280亿美元，CAGR达37%；先进封装领域资本开支将从2023年的99亿美元提高至2024年的115亿美元。l 先进封装技术多样，目的是提高集成度和性能并降低成本先进封装技术包括FO（扇出型封装）、WLCSP（晶圆级芯片规模封装）、FCCSP（倒装芯片级封装）、FCBGA（倒装芯片球栅阵列封装）、2.5D封装、3D封装、ED (芯片封装)、SiP（系统级封装）等。相比传统封装技术，先进封装由有线变为无线，从芯片级封装拓展至晶圆级封装，从单芯片封装拓展至多芯片封装，从2D封装拓展至2.5D/3D封装，从而缩小封装体积、增加I/O数、提高集成度和性能，并降低成本。Chiplet（芯粒/小芯片）是后摩尔时代的重要路径，相比SoC，具有更高的灵活性、可扩展性和模块化，根据martket.us的预测，全球Chiplet市场规模将由2023年的31亿美元增长至2033年的1070亿美元，CAGR约42.5%。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容先进封装超越摩尔定律，晶圆厂和封测厂齐发力l 晶圆厂和封测厂均积极布局先进封装，相互之间既有竞争也有合作晶圆厂依靠前道工艺优势入局先进封装。先进封装，尤其是高端封装的实现越来越依赖前道技术，台积电、英特尔和三星等晶圆厂优势突出，凭借先进封装需求走高，2023年台积电、英特尔、三星的封装收入分别位列全球第三到第五。Ø 台积电：2008年成立集成互连与封装技术整合部门，专门研究先进封装技术，重心发展扇出型封装InFO、2.5D封装CoWoS和3D封装SoIC。英伟达H100、A100、B100均采用CoWoS封装，在AI强劲需求背景下，台积电CoWoS产能持续紧张，除持续扩产外，台积电也积极与OSAT厂商合作。台积电表示未来只会专注最前沿的后道技术。Ø 三星：提供2.5D封装I-Cube、3D封装X-Cube等，2022年12月在半导体业务部门内成立先进封装（AVP）业务团队，2024年7月AVP业务团队重组为AVP开发团队，以加强2.5D、3D等先进封装技术。Ø 英特尔：提供2.5D封装EMIB、3D封装Foveros等。OSAT厂商发力先进封装以获取价值增量。相比传统封装，先进封装不仅需求增速更高，在产业链中的价值占比也更高，传统OSAT（Outsourced Semiconductor Assembly and Testing，委外半导体封测）大厂如日月光、长电科技等为了获取更高的市场份额和价值量，均在大力发展先进封装技术，2023年前六大OSAT厂商约41%资本开支投向了先进封装。l 投资策略：推荐长电科技、通富微电、伟测科技等。l 风险提示：国产替代进程不及预期；下游需求不及预期；行业竞争加剧的风险；国际关系发生不利变化的风险。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容目录后摩尔时代，先进封装获重视01晶圆厂依靠前道工艺优势入局先进封装02OSAT厂商发力先进封装以获取价值增量03先进封装标的推荐04请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容后摩尔时代，先进封装获重视请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容芯片封装测试随半导体产业发展重要性日渐提升l 芯片封装和测试是芯片制造的关键一环。芯片封装是用特定材料、工艺技术对芯片进行安放、固定、密封，保护芯片性能，并将芯片上的接点连接到封装外壳上，实现芯片内部功能的外部延伸。芯片封装完成后，芯片测试确保封装的芯片符合性能要求。通常认为，集成电路封装主要有电气特性的保持、芯片保护、应力缓和及尺寸调整配合四大功能。l 半导体产业垂直分工造就专业委外封装测试企业(OSAT)。半导体企业的经营模式分为IDM（垂直整合制造）和垂直分工两种主要模式。IDM模式企业内部完成芯片设计、制造、封测全环节，具备产业链整合优势。垂直分工模式芯片设计、制造、封测分别由芯片设计企业（Fabless）、晶圆代工厂（Foundry）、封测厂（OSAT）完成，形成产业链协同效应。资料来源：华虹公司招股说明书，国信证券经济研究所整理图：半导体企业的主要经营模式图：半导体封装工艺示意资料来源：上海新阳招股说明书，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容芯片封装测试随半导体产业发展重要性日渐提升l 封测行业随半导体制造功能、性能、集成度需求提升不断迭代新型封装技术。迄今为止全球集成电路封装技术一共经历了五个发展阶段。当前，全球封装行业的主流技术处于以CSP、BGA为主的第三阶段，并向以系统级封装(SiP）、倒装焊封装（FC）、芯片上制作凸点（Bumping）为代表的第四阶段和第五阶段封装技术迈进。l 全球半导体封装行业保持稳定增长，先进封装市场规模将于2027年首次超过传统封装。根据Semiconductor Engineering预测，全球半导体封装市场规模将由2020年650.4亿美元增长至2027年1186亿美元，复合增长率为6.6%。先进封装复合增长率超过传统封装，有望于2027年市场规模超过传统封装，达到616亿美元。资料来源：甬矽电子招股说明书，国信证券经济研究所整理图：半导体封装发展历史图：全球半导体封装市场规模预测资料来源：Semiconductor Engineering，国信证券经济研究所整理阶段时间封装具体典型的封装形式第一阶段20世纪70年代以前 通孔插装型封装晶体管封装（TO）、陶瓷双列直插封装（CDIP）、塑料双列直插封装（PDIP）第二