芯片的下游产业链之一——封测

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半导体产业链

一、什么是封测

芯片封测是在晶圆设计、制造完成之后，对测试合格的晶圆进行封装检测得到独立芯片的过程。芯片封测是集成电路产业链中不可缺少的一部分，起到保护芯片免受损毁，与外部电路进行电气连接，实现芯片功能的作用。一颗芯片相当小且薄，如果不在外施加保护，会被轻易的刮伤损坏。此外，因为芯片的尺寸微小，如果不用一个较大尺寸的外壳，将不易以人工安置在电路板上。

封测的技术含量相对较低，国内企业最早以此为切入点进入集成电路产业，近年来，国内封测企业通过外延式扩张获得了良好的产业竞争力，技术实力和销售规模已进入世界第一梯队。在芯片制造产能向大陆转移的大趋势下，大陆封测企业近水楼台，抢占了中国台湾、美国、日韩封测企业的份额。2018年国内封测三巨头长电科技、华天科技、通富微电在全球行业中分别排名第三、第六、第七。

我国半导体封测市场规模（亿元）及增速

二、封测技术发展历程

半导体封测从20世纪80年代至今，封装技术不断进步，经历了插装式封测、表面贴片封装、面积阵列式封测和先进封装。芯片封装技术分为传统封装和先进封装。传统封装和先进封装的主要区别在于有无外延引脚。


半导体封测主要流程包括贴膜、打磨、去膜再贴膜、切割、晶圆测试、芯片粘贴、烘焙、键合、检测、压膜、电镀、引脚切割、成型、成品测试等。

封装的核心在于如何将芯片I/O接口电极链接到整个系统PCB板上，键合是关键环节即用导线将芯片上的焊接点连接到封装外壳的焊接点上，外壳上的焊接点与PCB内导线相连，继而与其他零件建立电气连接。

IC封测工艺流程

传统封装分为三个时期：

第一时期：20世纪80年代以前的插孔式封装，主要类型有SIP、DIP、LGA、PGA等；

第二时期：20世纪80年代中期的表面贴片封装，主要类型有PLCC、SOP、PQFP等，相较于上一时期，表面贴片封装技术的引线更细、更短，封装密度较大；

第三时期：20世纪90年代的面积阵列时代，主要封装技术有BGA、PQFN、MCM以及封装标准芯片级封装（CSP），相较与前两个时期，完成从直型引脚、L型引脚、J型引脚到无引脚的转变，封装空间更小，芯片小型化趋势愈发明显。

目前正处于第三时期，主流封装技术还是BGA等，部分先进厂商为了满足新的芯片需求，研发出先进封装技术，例如芯片倒装、WLP、TSV、SiP等先进封装技术。


下图中的 OP741，或是对运作速度没那么要求且芯片较小、接孔较少的 IC 芯片。

▲ 上图的 IC 芯片为 OP741，是常见的电压放大器。下图为它的剖面图，这个封装是以金线将芯片接到金属接脚（Lead）。（Source ：左图 Wikipedia、右图 Wikipedia）
BGA 封装

至于球格阵列（Ball Grid Array，BGA）封装，和 DIP 相比封装体积较小，可轻易的放入体积较小的装置中。此外，因为接脚位在芯片下方，和 DIP 相比，可容纳更多的金属接脚相当适合需要较多接点的芯片。然而，采用这种封装法成本较高且连接的方法较复杂，因此大多用在高单价的产品上。　 　▲ 上图为采用 BGA 封装的芯片。下图为使用覆晶封装的 BGA 示意图。（Source： 下图 Wikipedia）

　　行动装置兴起，新技术跃上舞台

完成封装后，便要进入测试的阶段，在这个阶段便要确认封装完的 IC 是否有正常的运作，正确无误之后便可出货给组装厂，做成我们所见的电子产品。至此，半导体产业便完成了整个生产的任务。

为了更好适应国内和国际市场对先进封装技术的要求，国内封测企业不断在3D、SIP、WLCSP等先进封装技术领域加强研发力度加快布局，中高端封装占比提升至30%。

半导体封测目前属于国内半导体产业链中有望率先实现全面国产替代的领域，并且当前全球封测市场份额的重心继续向国内转移。根据中国半导体行业协会统计，2018年中国集成电路产业封测业销售额达333亿美元，而全球封测行业2018年约560亿美元，中国封测行业占全球市场份额约达59%。


三、封测行业竞争情况

2019年全球封测前十市占率超过80%，市场主要被中国台湾、中国大陆、美国占据。中国台湾日月光公司(不含矽品精密)营收达380亿元，居全球半导体封测行业第一名，市场占有率达20%。美国安靠、中国长电科技分居二、三位，分别占14.6%、11.3%。前十大封测厂商中，有三家中国大陆公司，分别为长电科技、通富微电和华天科技。

我国A股中有多家上市公司处于半导体封测领域，包括长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技、环旭电子等典型公司，其中晶方科技、环旭电子在部分封装领域优势明显。国内封测前三厂商不断扩大规模，相继进行并购，长电科技并购星科金朋、华天科技并购Unisem、通富微电并购AMD封测厂。



全球主要封测工厂所在地

2014年10月14日，工信部办公厅宣布国家集成电路产业投资基金已经于9月24日正式设立，并且透露这只基金将采用公司制形式。

成立以来，国家集成电路产业投资基金大力投资于半导体产业，三年时间就花了1387亿元。先后入股长电科技、晶方科技、通富微电。

2019年全球封测市占率前十

四、关注上市公司

长电科技（600584）：全球第3大封测企业，市占率全国第一。通过外延并购来进行扩张。长电联合大基金、中芯国际花费7.8亿美元收购全球第四大封装厂星科金朋，成为全球市占率13%的第三大封测企业。并且星科金朋如今转亏为盈，业务一片光明。有江阴基地、滁州厂、宿迁厂与长电先进四个生产基地。除子公司星科金朋外，还有长电韩国。

长电科技封测能力位列全球OSAT（外包封测厂商）第一梯队，提供高中低封测技术全面覆盖。公司在拥有当前全球最先进封测技术，包括FC（倒装）、eWLB（嵌入式晶圆级球栅阵列）、TSV（硅通孔封装技术）、SiP（系统级封装）、PiP（堆叠组装）、PoP（堆叠封装）、Fanout(扇出)、Bumping（凸块技术）等，在先进技术覆盖度上与全球第一的日月光集团旗鼓相当，部分超越全球第二名的安靠。

华天科技（002185）：封装能力和销售收入均位列我国同行业上市公司第二位。耗资近20亿元，分别在天水、西安以及昆山扩大规模项目。昆山布局先进封装，主营晶圆级高端封装，订单量最大的是CIS封装。同时在南京建厂项目总投资80亿元，分三期建设，主要进行存储器、MEMS、人工智能等集成电路产品的封装测试，定位分别是低端、中端、高端。

华天在19年初，收购马来西亚封测厂商Unisem。Unisem欧美市场收入超过 60%，其主要合作企业有Broadcom、Qorvo、Skyworks，这几个是美国的射频前端技术厂商。华天科技要约收购Unisem公司后形成以中国大陆为中心，以美国凤凰城、马来西亚怡保、印度尼西亚巴淡为境外封测基地的分布格局，进一步完善公司全球化的产业布局，扩张海外市场，提升公司全球市场竞争力。

通富微电(002156)：中国前三大和全球前十大集成电路封测企业。通富微电通过并购通富超威苏州和通富超威槟城，与AMD形成了"合资+合作"的强强联合模式。通富微电是第一个为AMD7纳米全系列产品提供封测服务的工厂。收购AMD两厂，主要从事高端封测业务，切入AMD供应链，公司先进封装销售收入占比也因此超过了七成。

其它客户方面，通富微电是联发科在大陆重要的封测合作伙伴，也是英飞凌的车载高端品的国内唯一的封测供应商，公司与华为海思积极开展合作，有望受益于华为海思订单向国内转移。

晶方科技(603005)：高端芯片封装，主营影像传感芯片晶圆级封装，大陆首家，全球第二。晶方科技的CMOS影像传感器晶圆级封装技术，使高性能，小型化的手机相机模块成为可能。现今已有近50％的影像传感器芯片可使用此技术，大量应用于智能手机，平板电脑，可穿戴电子等各类电子产品。

专注于晶圆级封装，毛利率远高于同行。晶方科技专注于传感器领域的晶圆级封装，同时具备8英寸、12英寸晶圆级芯片尺寸封装规模量产能力，是国内该领域的龙头企业。晶方科技封装产品中，以晶圆级封装为主。2019年公司晶圆级封装实现收入4.67亿元，非晶圆级封装收入0.59亿元，晶圆级封装占比88.75%。晶圆级封装具有较高的技术壁垒，同时也具有较高的毛利率水平。2019年晶方科技毛利率达39.03%，远高于国内三大封测厂的毛利率水平。

总结：中美贸易摩擦的实质为高新技术管制与打压。中美贸易摩擦的根本缘由在于中国经济的崛起、与美国贸易差额的加大以及在先进技术上的追赶，严重威胁到美国的主导地位。面对高端技术竞争日益激烈，只有发展高端技术，实现芯片自主可控，才是中国半导体行业的唯一出路。

五、投资风险

贸易摩擦升级、技术管制风险升级、半导体各环节研发不及预期、下游需求疲软以及宏观经济波动的风险等。




参考资料：2020-06-01_万和证券_半导体行业研究：回溯半导体周期趋势，聚焦产业发展机遇
CSDN网站，终于有人讲透了芯片是什么（设计-制造-封测）
贝壳投研 芯片产业链剖析——谁是芯片封测行业国家队选手？