继算力后,AI芯片封装的“封力”已走到聚光灯下,之前AI GPU供不应求,主要瓶颈环节就在于CoWoS封装。而在以英伟达为首的AI芯片巨头需求推动下,半导体先进封装需求水涨船高,扩产蓄势待发。
在上期《先进封装专题研究》中,我们对市场上的先进封装的行业背景和驱动因素进行了一些讨论,本期继续研究先进封装的市场格局与投资逻辑。
|市场格局
半导体先进封装市场格局
先进封装处于晶圆制造与封测制程中的交叉区域,涉及IDM、晶圆代工、封测厂商。先进封装要求在晶圆划片前融入封装工艺步骤,具体包括应用晶圆研磨薄化、重布线(RDL)、凸块制作(Bumping)及硅通孔(TSV)等工艺技术,涉及与晶圆制造相似的光刻、显影、刻蚀、剥离等工序步骤,从而使得晶圆制造与封测前后道制程中出现中道交叉区域。
先进封装竞争格局较为集中,全球主要的6 家厂商,包括2 家 IDM厂商(英特尔、三星),一家代工厂商(台积电),以及全球排名前三的封测厂商(日月光、Amkor、JCET),共处理了超过80%的先进封装晶圆。
半导体先进封装市场格局
根据Yole数据,2021年各行业龙头在先进封装行业的资本支出合计约为119亿美元。晶圆厂阵营方面,英特尔以35亿美元的资本支出排名第一,主要用以支持Foveros和EMIB技术。台积电、三星以30.5亿美元和15亿美元的资本支出分别排名第二、第四。而封测厂阵营方面,日月光以20亿美元的资本支出排名第三,其是最大也是唯一能够与代工厂和集成设备制造商形成竞争的OSAT。中国大陆封测厂长电科技和通富微电在先进封装资本支出方面则分居第6、7名。
全球先进封装代表性解决方案
从WLP、SiP、2.5D/3D等技术方案出发,各厂商根据应用侧需求进一步迭代出更深层的技术。以晶圆级封装(WLP)技术为例,起初WLP技术采用Fan-in形态,随着引脚数要求增加,Fan-out形态逐渐成为主流;而后出于提升系统性能的目标,台积电将多个芯片Fan-out工艺集成起来,诞生了INFO技术;而从节省成本的角度出发,单个芯片的FOWLP技术又进一步迭代出面板级封装技术(FOPLP)。
国内先进封装代表公司——长电科技
芯思想发布的2022年委外封测前十大榜单中,中国大陆市占率占比24.55%,仅次于中国台湾地区。在中国大陆封测厂中,长电科技市占率占比44%,是国内封测行业的龙头企业。
长电科技在国内封测厂中具有领先优势,先进封装技术布局全面且背靠中芯系。长电股价自2020年以来经历一个完整涨跌周期,目前正处于第二轮周期的增长前期。
国内先进封装代表公司——通富微电
通富微电2022年全球封测厂排名全球第四,仅次于日月光、安靠和长电科技。
通富微电聚焦算力芯片封测,与AMD深度合作。公司在多芯片组件、集成扇出封装、2.5D/3D等先进封装技术方面均有前瞻性布局,已能提供多样化的Chiplet封装解决方案,且现已具备7nm、Chiplet封装技术规模量产能力。此外,通富微电是AMD最大的封装测试供应商,占其订单总数的80%以上。
国内先进封装代表公司——华天科技
华天科技为国内三大、全球第六大的封测厂,现已掌握了SiP、FC、TSV、Bumping、Fan-Out、WLP、3D等集成电路先进封装技术,并推出3D-Matrix先进封装技术平台。
国内先进封装代表公司——甬矽电子
甬矽电子于2017年11月设立,从成立之初即聚焦集成电路封测业务中的先进封装领域,且坚持中高端先进封装业务定位,车间洁净等级、生产设备、产线布局、工艺路线、技术研发、业务团队、客户导入均以先进封装业务为导向。
|投资逻辑
先进封装是半导体产业在后摩尔时代的必然选择,产业趋势确定。国内先进封装占比大幅低于全球,随着国内半导体产业发展,先进封装占比有望加速提升。
1)封测及制造端:直接受益,一级市场缺乏投资机会。算力芯片广泛采用的2.5D/3D封装方案是对传统封装的重大升级,但晶圆厂商、封测厂商仍将扮演重要地位。但当前制造、封装市场格局已较为确定,且先进封装天生高投入,头部公司优势巨大。可关注二级市场,一级市场缺乏投资机会。
2)设计端:Chiplet设计思路带动IP、EDA、芯片设计。Chiplet技术可以提高芯片设计的灵活性和可重用性,并降低制造成本,有望成为未来主流芯片设计的主流方式之一。Chiplet切成小芯片为IP带来增值,同样对EDA企业有益,Chiplet有可能绕过先进制程也利好芯片设计企业。
3)设备端:先进封装产能带动晶圆制造和封测设备增长。Chiplet技术一方面增加封测设备需求,另外还增加了晶圆级封装的需求,诸多晶圆制造设备迎来需求增量。包括前道光刻机、涂胶显影设备、薄膜设备、电镀设备、刻蚀设备、清洗设备、量测设备等;后道更高精度和需求要求的减薄机、划片机、贴片机、检测设备、封装设备等。
4)材料端:封装基板是核心。Chiplet技术对芯片的高速互联需求增长,带来高速封装基板需求,此外高端封装耗材的用量亦会有所增加。
未来的格局:传统的半导体产业链或将被重塑
云岫资本认为Chiplet产业会先经历一个各自为营的过渡期,后形成真正完整的“晶体管级复用”时代。
设计端投资逻辑及标的
IP产业:Chiplet将IP变成小芯片,附加值提高,利好IP厂商,但同样也带来巨大的挑战,毕竟IP和芯片是两类产品。代表企业有赛昉科技、芯耀辉、和芯微电子、芯来科技、灿芯半导体、橙科微电子、芯动科技、华夏芯、平头哥、锐成芯微等。
EDA产业:Chiplet是一种全新的设计思路,自然给原来的EDA工具带来了革新的机会。代表企业有芯华章、合见工业软件、阿卡思、芯愿景、立芯科技、芯瑞微等。
三是用Chiplet的设计思路设计大芯片:比如CPU、GPU、AI芯片,代表有做GPU的沐曦、壁仞科技、登临科技、天数智芯,做CPU的超摩科技等,做车载大算力芯片的芯砺智能等。
四是做平台:帮助其它公司设计Chiplet,并提供一些能够复用的Die(IO、电源等),助力Chiplet的发展。代表公司有北极雄芯、奇异摩尔、奇普乐、巨路创芯、锐杰微、海芯微等。
投资逻辑:
1)复合发展趋势,行业天花板高、增速快;
2)风险在于不确定性较高,大部分公司缺乏或没有客户验证,但估值已经普遍比较高。
核心关注点:
1)技术团队和技术储备
2)资源整合能力,生产、封测、客户端有保障
3)股东支持和持续融资能力
即本质上需要追逐明星团队、明星创业公司。明星公司受资本追捧,有资金、有人,跑出来的可能更大。但要承担高估值风险。
设备端投资逻辑及标的
先进封装发展,带动以下设备直接受益
材料端投资逻辑及标的
在先进封装材料领域,目前全球的主要玩家仍然是日本、欧美等国的厂商,中国由于起步较晚,基础比较薄弱,当前尚未出现有竞争力的玩家。
具体到几大关键材料:国产突破和替代逻辑
ABF载板(作为芯片封装中连接芯片与电路板的中间材料):ABF载板原材料ABF由日本味之素(100%)完全垄断;Core内芯板被日本Hitachi和MGC垄断,Prepreg预浸片、PI/PBO聚酰亚胺/对苯聚合物、阻焊剂均被少数日本企业完全垄断。国内做ABF封装基板的企业有深南电路、芯爱、芯承等。
TIM1(热界面材料,芯片内部散热):日本主导,信越化学、美国道康宁、霍尼韦尔等,中国彗晶新材料(B+)有所突破。
PSPI(光敏聚酰亚胺,用于光刻胶和电子封装胶等):日本主导,东丽、旭化成等。布局PSPI研发、生产的本土企业有瑞华泰(688323)、时代新材(600458)等。
Underfill(底部填充胶):基本被纳美仕为首的日企垄断。
TBDB材料(临时键合和解键合,热塑性聚合物等临时键合材料):由美国厂商3M主导,也是当前国产化突破领域。中国科学院深圳先进技术研究院研发的TBDB材料目前全球市占率已达到7%,是美国3M公司、布鲁尔以及日本的TOK后,第四大供应商。
先进封装相关上市公司情况——封测厂
先进封装相关封测厂以2022年业绩为基础,当前股价下PE和PS排除异常值后的均值分别为51x、4.32x,其中甬矽科技、晶方科技、汇成股份等先进封装占比较高,更有代表性,当前合理PE在50x左右,PS在6-8x。
先进封装相关上市公司情况——设计公司
先进封装相关设计公司上市数量不多,且短期内盈利困难,基于PE、PS等相对估值法进行估值较为受限。
先进封装相关上市公司情况——设备
先进封装相关设备厂以2022年业绩为基础,当前股价下PE和PS排除异常值后的均值分别为80x、15x。
先进封装相关上市公司情况——材料
先进封装相关材料以2022年业绩为基础,当前股价下PE和PS排除异常值后的均值分别为44.63x、4.06x。