在半導(dǎo)體封測領(lǐng)域，臺灣企業(yè)日月光在全球都處于領(lǐng)先位置

現(xiàn)如今，基于相關(guān)部門以及中國半導(dǎo)體企業(yè)對于自主化的重視，我國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展充滿生機(jī)與活力，前景十分廣闊。

但不可否認(rèn)的一點是，現(xiàn)如今中國的半導(dǎo)體行業(yè)依舊處于落后的狀態(tài)。一方面，在重要的半導(dǎo)體制造技術(shù)諸如光刻以及軟件設(shè)計工具上，中國相較于西方發(fā)達(dá)國家有幾十年的差距;另一方面芯片自給率方面，業(yè)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)表示，即便到了2025年中國半導(dǎo)體芯片的自給率也不過維持在20%左右。

簡單點說，中國芯片半導(dǎo)體行業(yè)“落后挨打”的窘境，依舊存在。

值得一提的是，由于中國半導(dǎo)體發(fā)展起步較晚，所以中國半導(dǎo)體相關(guān)行業(yè)技術(shù)落后是既定的事實。但是，在國內(nèi)企業(yè)的不斷發(fā)力之下，中國半導(dǎo)體依舊取得了可觀的成績。與此同時，國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)也正在奮力追趕。

在半導(dǎo)體封測領(lǐng)域，臺灣企業(yè)日月光在全球都處于領(lǐng)先的位置。

隨著中國大陸封測公司的不斷發(fā)展，目前也取得了又一的成績。在5nm封裝技術(shù)這一芯片制造領(lǐng)域上，國產(chǎn)封測巨頭技術(shù)堪比日月光。

在過去一年，芯片荒是一個令人聞風(fēng)喪膽的名詞。不管是蘋果、特斯拉這樣的國際巨頭，還是國內(nèi)的一眾智能手機(jī)、新能源車廠商，都深受其害。而在芯片荒的背后，則是全球半導(dǎo)體企業(yè)不斷堆積的訂單、快速增長的營收以及持續(xù)膨脹的市場規(guī)模。

SEMI的最新報告預(yù)計，2021半導(dǎo)體制造設(shè)備總銷售額為1030億美元，在2020年創(chuàng)紀(jì)錄的710億美元基礎(chǔ)上增長44.7%，再創(chuàng)新高。此外，SEMI還預(yù)計，到今年年底全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模將擴(kuò)大至1140億美元。

報告顯示，在過去一年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)晶圓代工和組裝/封裝/測試都取得獲得了飛速增長，前者產(chǎn)值規(guī)模增長43.8%達(dá)到880億美元的新紀(jì)錄，預(yù)計今年年底將增長至990億美元。

2021年，半導(dǎo)體短缺導(dǎo)致許多人開始關(guān)注供應(yīng)鏈的彈性，并且美國也在呼吁發(fā)展國內(nèi)的芯片產(chǎn)能。2021年6月參議院通過的《美國創(chuàng)新與競爭法案 》(USICA) 建議提供520億美元用于援助美國國內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)，目前此法案正在等待眾議院通過。

雖然許多人的主要關(guān)注點是增加國內(nèi)生產(chǎn)的芯片數(shù)量，但我們不應(yīng)忽視芯片封裝的基本過程，封裝可以保護(hù)芯片免受損壞，并將芯片的電路連接到外部世界。芯片封裝是一個對于供應(yīng)鏈彈性以及維持未來電子技術(shù)進(jìn)步都很重要的領(lǐng)域。

集成電路 (IC) 芯片在硅晶圓上生產(chǎn)，單個芯片(“裸片”)會以重復(fù)的模式生產(chǎn)，在每個晶圓上分批次制造。一個 300 毫米晶圓(直徑約 12 英寸)是最現(xiàn)代晶圓廠通常使用的尺寸，可能承載數(shù)百個大型微處理器芯片或數(shù)千個微型控制器芯片。生產(chǎn)過程分為“生產(chǎn)線前端”(FEOL)階段和“生產(chǎn)線后端”(BEOL)。在“生產(chǎn)線前端“(FEOL)，通過圖案化和蝕刻工藝在硅體中創(chuàng)建了數(shù)十億個微型晶體管;在“生產(chǎn)線后端”(BEOL)，鋪設(shè)了金屬跡線網(wǎng)以連接所有東西。走線由稱為“通孔”的垂直段組成，它們依次連接水平布線層。如果一個芯片上有數(shù)十億個晶體管(iPhone 13的A15處理器有 150 億個)，則需要數(shù)十億根電線來連接它們。每個單獨的裸片在展開時可能總共有幾公里的布線，因此我們可以想象BEOL工藝非常復(fù)雜。在芯片的最外層(有時會使用芯片的背面和正面)，設(shè)計人員會放置一個微型焊盤，用于將芯片連接到外部世界。

晶圓加工完成后，每個芯片都會用測試機(jī)單獨“探測”，以確定哪些芯片的性能是好的。封裝既可以為芯片提供物理保護(hù)，也可以將電信號連接到芯片中的不同電路。芯片封裝完成后，可以被放置在手機(jī)、電腦、汽車或其他設(shè)備的電子電路板上。其中一些封裝必須針對極端環(huán)境進(jìn)行設(shè)計，例如汽車的發(fā)動機(jī)艙或手機(jī)信號塔。另外一些封裝必須非常小，以便用于內(nèi)部緊湊型設(shè)備。在所有情況下，封裝設(shè)計人員都必須考慮使用材料和熱膨脹等因素，以最大程度地減少芯片的開裂，減少可能會影響芯片可靠性的熱膨脹。

半導(dǎo)體材料是一類具備半導(dǎo)體性能(導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍 內(nèi))，一般情況下導(dǎo)電率隨溫度的升高而提高。半導(dǎo)體材料具有熱敏性、光敏性、摻雜性等特點，是用于晶 圓制造和后道封裝的重要材料，被廣泛應(yīng)用于汽車、照明、家用電器、消費電子、信息通訊等領(lǐng)域的集成電路或各類半導(dǎo)體器件中。

半導(dǎo)體材料和設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基石，是推動集成電路技術(shù)創(chuàng)新的引擎。晶圓廠必須購買設(shè)備和材料并 獲取相應(yīng)的制程工藝才能正常運作。另一方面，三者相互制約，材料的改進(jìn)常常需要設(shè)備和工藝的同步更新，才能有效避免木桶效應(yīng)。

半導(dǎo)體材料：制程升級和晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)，行業(yè)高景氣度

半導(dǎo)體材料市場規(guī)模龐大，行業(yè)景氣度高。2020年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模達(dá)到553億美元，近5年 CAGR為5%。半導(dǎo)體材料主要分為晶圓制造材料和封裝材料，2011年晶圓制造材料與封裝材料市場 份額平分秋色，占比均在50%左右。2020年晶圓制造材料占比上升至63.11%，封裝材料下降至 36.89%。

半導(dǎo)體制造材料對比半導(dǎo)體封裝材料：制造材料占比穩(wěn)步上升

我們認(rèn)為，在中期維度方面，封裝材料基于更高的國產(chǎn)化率，能夠更早地實現(xiàn)國產(chǎn)替代。同時，國 內(nèi)封測全球領(lǐng)先，定增擴(kuò)產(chǎn)明顯，下游驅(qū)動更為直接。在長期維度方面，半導(dǎo)體制造材料相較于封 裝材料擁有更高的壁壘和國產(chǎn)化潛力，所以制造材料的長期成長空間更大。

半導(dǎo)體材料市場：種類繁多，單一市場較小

半導(dǎo)體制造材料中，硅片占比最大(約33%)，其次是氣體和光刻膠及配套試劑。半導(dǎo)體封 裝材料中，封裝基板占比最大(約40%)，其次是引線框架和鍵合線。整體來看，各細(xì)分半 導(dǎo)體材料市場普遍較小。

半導(dǎo)體硅片：國內(nèi)8寸和12寸片加速驗證，未來有望持續(xù)高增長

根據(jù)Mordor intelligence數(shù)據(jù)，受疫情影響2020年全球硅片市場規(guī)模107.9億美元。隨著未來晶圓 廠新增產(chǎn)能的不斷開出，半導(dǎo)體硅片未來6年年復(fù)合增速6.1%，2026年市場將達(dá)到154億美元。預(yù) 計2021年12寸和8寸片的市占率分別為71.2%和22.8%。