中國IC封裝行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展格局預(yù)測

由于過去發(fā)展基礎(chǔ)穩(wěn)固，加上2014至2016年海外收購策略成效顯著，使得大陸本土半導(dǎo)體封裝及測試廠獲得先進(jìn)封裝的技術(shù)，包括BGA、WLP、SiP等先進(jìn)封裝均已實現(xiàn)量產(chǎn)。在此情況下，封測將是短期內(nèi)能達(dá)成大陸自給程度最高的半導(dǎo)體環(huán)節(jié)。據(jù)亞化咨詢統(tǒng)計，中國半導(dǎo)體封裝企業(yè)已多達(dá)121家，中國迎來了封裝業(yè)發(fā)展黃金時期。

從電子元器件(如晶體管)的密度這個角度上來說，IC代表了電子學(xué)的尖端。但是IC又是一個起始點，是一種基本結(jié)構(gòu)單元，是組成我們生活中大多數(shù)電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)。同樣，IC不僅僅是單塊芯片或者基本電子結(jié)構(gòu)，IC的種類千差萬別(模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路、傳感器等)，因而對于封裝的需求和要求也各不相同。所以，IC封裝在電子學(xué)金字塔中的位置既是金字塔的尖頂又是金字塔的基座。

全球IC封裝技術(shù)經(jīng)歷的四大發(fā)展階段

IC封裝是伴隨IC的發(fā)展而前進(jìn)的。隨著市場對IC的集成度要求越來越高，功能越來越復(fù)雜，對IC封裝密度要求越來越大，引線數(shù)越來越多，而體積越來越小，重量越來越輕，更新?lián)Q代越來越快，封裝結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性將直接影響IC的質(zhì)量。半導(dǎo)體行業(yè)對IC封裝技術(shù)水平的劃分存在不同的標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)比較通用的標(biāo)準(zhǔn)是采取封裝芯片與基板的連接方式來劃分，總體來講，IC封裝技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下四個階段，每個階段都有其自身的優(yōu)缺點。

第一階段：20世紀(jì)80年代以前，處于插孔原件時代，該時期的主要技術(shù)是針腳插裝，其特點使插孔安裝到PCB上，主要形式有SIP、DIP、PGA，這些形式的不足之處是密度、頻率難以提高，難以滿足高效自動化生產(chǎn)的需求。

第二階段：20世紀(jì)80年代中期，表面貼裝時代，該時期的主要技術(shù)是表面貼裝，其主要特點使引線代替針腳，引線為翼形或丁形，兩邊或四邊引出，節(jié)據(jù)為1.27到0.4mm，適用于3~300條引線。表面貼裝技術(shù)改變了傳統(tǒng)的PTH插裝形式，通過細(xì)微的引線將IC貼裝到PCB板上。主要形式為SOP(小外型封裝)、PLCC(塑料有引線片式載體)、PQFP(塑料四邊引線扁平封裝)、J型引線QFJ和SOJ、LCCC(無引線陶瓷芯片載體)等。它們的主要優(yōu)點是引線細(xì)、短，間距小，封裝密度提高;電氣性能提高;體積小，重量輕;易于自動化生產(chǎn)。它們的不足之處是在封裝密度、I/O數(shù)以及電路頻率方面還是難以滿足ASIC、微處理器發(fā)展的需要。

第三階段：20世紀(jì)90年代的面積陣列封裝時代，該是時代的主要封裝形式有焊球陣列封裝(BGA)、芯片尺寸封裝(CSP)、無引線四邊扁平封裝(PQFN)、多芯片組件(MCM)。BGA技術(shù)使得在封裝中占有較大體積和重量的管腳被焊球所替代，芯片與系統(tǒng)之間的連接距離大大縮短。BGA技術(shù)的成功開發(fā)，使得一直滯后于芯片發(fā)展的封裝終于跟上芯片發(fā)展的步伐。CSP技術(shù)解決了長期存在的芯片小而封裝大的根本矛盾，引發(fā)了一場IC封裝技術(shù)的革命。

第四階段：21世紀(jì)至今，進(jìn)入了微電子封裝技術(shù)堆疊封裝時代，主要技術(shù)是微電子封裝，其在封裝觀念上發(fā)生了革命性的變化，從從原封裝原件概念演變封裝系統(tǒng)。

目前，全球IC封裝的主流正處在第三階段的成熟期，PQFN和BGA等主要封裝技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，部分產(chǎn)品已開始在向第四階段發(fā)展。

盤點：應(yīng)用于不同領(lǐng)域的IC分別采用何種封裝形式

封裝技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域及代表封裝形式(資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)

中國IC封裝行業(yè)現(xiàn)狀

目前，中國IC封裝在在中國產(chǎn)業(yè)升級大時代背景下，有完善的政策資金支持;同時，中國消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的崛起、相關(guān)產(chǎn)業(yè)工程師數(shù)量的日益增多，使得中國IC封裝業(yè)迅速崛起。在這期間，中國IC先進(jìn)封裝技術(shù)也得到了快速發(fā)展，根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國封測產(chǎn)品中先進(jìn)封裝技術(shù)占比由2008年的不足5%快速增長到2017年的超過30%。

2008~2018年中國IC封裝行業(yè)市場規(guī)模變化趨勢及先進(jìn)封裝技術(shù)占比情況(單位：億元，%)(圖片來源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP)

本土封測企業(yè)已超過120家

自2009年至2018年，我國IC銷售規(guī)模從1109億元增長到6532億元，年均復(fù)合增長率達(dá)到21.78%，其中封測占據(jù)33.59%，達(dá)到2193.9億元。亞化咨詢預(yù)計，2023年中國半導(dǎo)體封測市場(包含IDM部分)將突破4000億元人民幣。

2016~2019全球前十大OSAT企業(yè)封測收入統(tǒng)計及預(yù)測(億美元)數(shù)據(jù)來源：亞化咨詢整理(OSAT: Outsourced Semiconductor Assembly and Test)

相對于IC設(shè)計及晶圓制造，封測行業(yè)具有投入資金較小、建設(shè)速度快等優(yōu)點，中國憑借成本和地理優(yōu)勢，近些年快速發(fā)展了半導(dǎo)體封測產(chǎn)業(yè)，大批的外資企業(yè)將產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到大陸或在大陸新建產(chǎn)能。除此之外，中國半導(dǎo)體封測企業(yè)也如雨后春筍般涌現(xiàn)，亞化咨詢統(tǒng)計，中國半導(dǎo)體封裝企業(yè)已多達(dá)121家，中國迎來了封裝業(yè)發(fā)展黃金時期。

來源：亞化咨詢

現(xiàn)階段我國IC封裝市場中，DIP、QFP、QFN/DFN等傳統(tǒng)封裝仍占據(jù)我國市場的主體，約占70%以上的封裝市場份額;BGA、CSP、WLCSP、3D堆疊等先進(jìn)封裝技術(shù)只占到總產(chǎn)量的約20%。近幾年來，在表面貼裝的面積陣列封裝領(lǐng)域，除了有技術(shù)、市場優(yōu)勢的跨國企業(yè)外，我國長電科技、通富微電、華天科技等企業(yè)憑借其自身的技術(shù)優(yōu)勢和國家重大科技專項的支持，逐步接近甚至部分超越了國際先進(jìn)水平。但高密度封裝工藝目前仍處于研發(fā)階段，尚未實現(xiàn)量產(chǎn)。

我國封裝企業(yè)按先進(jìn)封裝技術(shù)的成熟程度劃分梯度分布情況(來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)

本土IC封裝產(chǎn)業(yè)受動蕩局勢的影響表現(xiàn)如何?

因全球經(jīng)濟(jì)成長趨緩、美中貿(mào)易戰(zhàn)后續(xù)負(fù)面效應(yīng)浮現(xiàn)，終端應(yīng)用市場需求表現(xiàn)疲弱，包括PC、智能型手機(jī)、挖礦、消費(fèi)性電子、車用電子、工業(yè)用等，造成半導(dǎo)體供應(yīng)鏈庫存調(diào)整時間拉長，更何況美中貿(mào)易摩擦的出現(xiàn)，半導(dǎo)體制造材料和半導(dǎo)體產(chǎn)品均有涉及，因而2019年第1季全球前10大業(yè)者中的大陸廠商長電科技、華天科技、通富微電等，營收表現(xiàn)遠(yuǎn)不如預(yù)期，并反映于2019年首季大陸半導(dǎo)體封裝及測試業(yè)銷售額年增率由2018年的16.10%減緩至5.10%。

事實上，在2019年5月美中貿(mào)易戰(zhàn)再度升溫之際，又有華為事件的干擾，2019年第2季大陸半導(dǎo)體封裝及測試業(yè)景氣表現(xiàn)仍不佳，下半年更不樂觀。因晶圓代工廠產(chǎn)能利用率繼續(xù)處于低位，導(dǎo)致封測行業(yè)仍然有下滑的風(fēng)險，更何況美中貿(mào)易摩擦的進(jìn)一步加劇抑制下游終端客戶需求，不利于整體半導(dǎo)體乃至于封測行業(yè)下半年的表現(xiàn)。

雖然短期內(nèi)大陸半導(dǎo)體封測業(yè)景氣呈現(xiàn)明顯趨緩的態(tài)勢，但廠商的布局動作仍不斷，如中國國家產(chǎn)業(yè)基金將透過芯電半導(dǎo)體和金投領(lǐng)航募集36億元人民幣的資金，協(xié)助大陸半導(dǎo)體封測龍頭廠商長電科技進(jìn)行先進(jìn)封裝技術(shù)產(chǎn)能的擴(kuò)充，特別是Bumping、WLCSP等，為即將到來的5G通訊和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展商機(jī)提前布局。華天科技完成收購馬來西亞封測企業(yè)Unisem，不但可有效拓展華天科技在通訊射頻器件的封測客戶，更可藉由海外封測基地接單部分業(yè)務(wù)，在靈活調(diào)動的基礎(chǔ)上，降低關(guān)稅帶來的影響。

由于過去發(fā)展基礎(chǔ)穩(wěn)固，加上2014至2016年海外收購策略成效顯著，使得大陸本土半導(dǎo)體封裝及測試廠獲得先進(jìn)封裝的技術(shù)，包括BGA、WLP、SiP等先進(jìn)封裝均已實現(xiàn)量產(chǎn)。在此情況下，封測將是短期內(nèi)能達(dá)成大陸自給程度最高的半導(dǎo)體環(huán)節(jié)。更重要的是，先進(jìn)封裝技術(shù)賦予半導(dǎo)體封測價值重購的機(jī)會，意味著先進(jìn)封裝技術(shù)驅(qū)使封測廠商往方案解決商來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將使得中長期大陸本產(chǎn)業(yè)的附加價值不斷提升。

本土IC封裝行業(yè)未來發(fā)展格局預(yù)測

經(jīng)過60多年的發(fā)展，IC產(chǎn)業(yè)隨著電子產(chǎn)品小型化、智能化的發(fā)展趨勢，技術(shù)水平、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等都取得了舉世矚目的成就。就IC封裝類型而言，在它的三個階段發(fā)展過程中，已出現(xiàn)了幾十種不同外型尺寸、不同引線結(jié)構(gòu)與間距、不同連接方式的電路。

在中國多元化的市場上，目前及未來較長一段時間內(nèi)這三個階段中的所有IC封裝技術(shù)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等都將呈現(xiàn)并存發(fā)展的格局，具體格局發(fā)展格局如下圖所示：

中國封裝未來格局(來源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人App)

本土IC封裝行業(yè)將面臨的機(jī)遇

近年來，由于智能手機(jī)等智能終端的發(fā)展，國內(nèi)外IC市場對中高端IC產(chǎn)品需求持續(xù)增加，因而對BGA、WLP、FC、SIP、3D等先進(jìn)封裝技術(shù)的需求更是呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢，形成了傳統(tǒng)封裝日益減少和先進(jìn)封裝份額日益增多的局面。因此，我國IC封裝行業(yè)也將面臨巨大發(fā)展機(jī)遇。

首先，當(dāng)前國家信息安全已上升到國家戰(zhàn)略，將會通過“換芯”工程等舉措實施芯片國產(chǎn)化戰(zhàn)略，這也意味著未來在黨政軍的采購中，將會大規(guī)模采購國產(chǎn)芯片，給我國IC產(chǎn)業(yè)帶來巨大的市場需求。同時，在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的驅(qū)動下，高端供給能力的提升，每年2000億美元以上的進(jìn)口市場份額也將給進(jìn)口替代帶來巨大市場空間。規(guī)模超千億元的國家IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金將給IC制造業(yè)帶來更多活力。

另外，IC產(chǎn)業(yè)不再依賴CPU、存儲器等單一器件發(fā)展，移動互聯(lián)、三網(wǎng)融合、多屏互動、智能終端帶來了多重市場空間，商業(yè)模式不斷創(chuàng)新為市場注入新活力。此外，先進(jìn)IC在進(jìn)入20nm甚至是14nm制程之后已經(jīng)逐漸進(jìn)入瓶頸，生產(chǎn)技術(shù)正孕育新的突破，如異質(zhì)架構(gòu)器件、3D制造、3D封裝、納米材料，傳統(tǒng)工藝還有很大市場空間，特別是數(shù)?；旌项I(lǐng)域。這也是我國IC制造業(yè)實現(xiàn)“由‘跟跑者’向‘并行者’、‘領(lǐng)跑者’轉(zhuǎn)變”的良好時機(jī)。

再次，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的加快調(diào)整，以及新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展，中國制造2025、中國互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)等國家戰(zhàn)略的實施將給IC帶來巨大的市場需求。如物聯(lián)網(wǎng)解決方案市場規(guī)模在2020年將達(dá)到7.2萬億美元，與物聯(lián)網(wǎng)相連的終端出貨量將達(dá)到500億件，對傳感器、微控制器和射頻芯片的需求讓IC有了全新的市場。IC制造業(yè)將獲得更多的國內(nèi)市場支撐。