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2021年集成电路封测产业市场规模需求结构分析预测及重点企业竞争战略研究


1、集成电路封测概况:集成电路芯片对使用环境具有较高的要求,不能长时间裸露在外部环境中。空气中的杂质、腐蚀性气体甚至水蒸气都会腐蚀集成电路芯片上的精密蚀刻电路,导致性能下降或者失效。为了防止外部环境对芯片的损害,就必须用特定工艺将集成电路芯片包裹起来。集成电路封装,就是用特定材料、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。集成电路芯片封装完成后,需要进行性能测试,以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。

 

根据《中国半导体封装业的发展》,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。

 

20世纪70年代开始,随着半导体技术日益成熟,晶圆制程和封装工艺进步日新月异,一体化的IDM公司逐渐在晶圆制程和封装技术方面难以保持技术先进性。为了应对激烈的市场竞争,大型半导体IDM公司逐步将封装测试环节剥离,交由专业的封测公司处理,封测行业变成集成电路行业中一个独立子行业。

中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国集成电路封测市场调研及发展趋势预测报告

2、全球集成电路封测产业状况:在半导体产业转移、人力资源成本优势、税收优惠等因素促进下,全球集成电路封测厂逐渐向亚太地区转移,目前亚太地区占全球集成电路封测市场80%以上的份额。全球集成电路封测市场长期保持平稳增长,从2011年的455亿美元增至2019年的564亿美元,年均复合增长率为2.72%。

2019年全球前十大独立封测企业收入排名分析

单位:亿美元

排名

公司名称

销售收入

所属地区

1

日月光

84.56

中国台湾

2

安靠科技

40.53

美国

3

长电科技

32.85

中国大陆

4

矽品精密

28.80

中国台湾

5

力成科技

22.09

中国台湾

6

通富微电

11.69

中国大陆

7

华天科技

10.85

中国大陆

8

京元电子

8.48

中国台湾

9

联合科技

7.10

新加坡

10

欣邦科技

6.78

中国台湾

数据统计:中金企信国际咨询

近年来,全球封测行业市场集中度持续提升,头部企业通过并购整合实现规模扩张,具体情况如下:

 

3、我国集成电路封测产业状况:同全球集成电路封测行业相比,我国封测行业增速较快。根据中国半导体行业协会统计数据,2009年至2019年,我国封测行业年均复合增长率为16.78%。2019年我国封测行业销售额同比增长7.10%。

同集成电路设计和制造相比,我国集成电路封测行业已在国际市场具备了较强的竞争力。2019年全球前10名封测龙头企业中,中国大陆地区已有3家企业上榜,并能够和日月光、安靠科技等国际封测企业同台竞争。随着我国集成电路国产化进程的加深、下游应用领域的蓬勃发展以及国内封测龙头企业工艺技术的不断进步,国内封测行业市场空间将进一步扩大。

4、集成电路封测行业发展趋势:

(1)集成电路进入“后摩尔时代”,先进封装作用突显:在集成电路制程方面,“摩尔定律”认为集成电路上可容纳的元器件的数目,每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。长期以来,“摩尔定律”一直引领着集成电路制程技术的发展与进步,自1987年的1um制程至2015年的14nm制程,集成电路制程迭代一直符合“摩尔定律”的规律。但2015年以后,集成电路制程的发展进入了瓶颈,7nm、5nm、3nm制程的量产进度均落后于预期。

随着台积电宣布2nm制程工艺实现突破,集成电路制程工艺已接近物理尺寸的极限,集成电路行业进入了“后摩尔时代”。“后摩尔时代”制程技术突破难度较大,工艺制程受成本大幅增长和技术壁垒等因素上升改进速度放缓。28nm制程节点的芯片开发成本为5,130万美元,16nm节点的开发成本为1亿美元,7nm节点的开发成本需要2.97亿美元,5nm节点开发成本上升至5.4亿美元。由于集成电路制程工艺短期内难以突破,通过先进封装技术提升芯片整体性能成为了集成电路行业技术发展趋势。近年来,先进封装的技术发展方向主要朝两个领域发展:

 

2、先进封装将成为未来封测市场的主要增长点:随着5G通信技术、物联网、大数据、人工智能、视觉识别、自动驾驶等应场景的快速兴起,应用市场对芯片功能多样化的需求程度越来越高。在芯片制程技术进入“后摩尔时代”后,先进封装技术能在不单纯依靠芯片制程工艺实现突破的情况下,通过晶圆级封装和系统级封装,提高产品集成度和功能多样化,满足终端应用对芯片轻薄、低功耗、高性能的需求,同时大幅降低芯片成本。因此,先进封装在高端逻辑芯片、存储器、射频芯片、图像处理芯片、触控芯片等领域均得到了广泛应用。

全球先进封装在集成电路封测市场中所占份额将持续增加,2019年先进封装占全球封装市场的份额约为42.60%。2019年至2025年,全球先进封装市场规模将以6.6%的年均复合增长率持续增长,并在2025年占整个封装市场的比重接近于50%。与此同时,2019年至2025年全球传统封装年均复合增长率仅为1.9%,增速远低于先进封装。

3、系统级封装(SiP)是先进封装市场增长的重要动力:系统级封装可以把多枚功能不同的晶粒(Die,如运算器、传感器、存储器)、不同功能的电子元器件(如电阻、电容、电感、滤波器、天线)甚至微机电系统、光学器件混合搭载于同一封装体内,系统级封装产品灵活度大,研发成本和周期远低于复杂程度相同的单芯片系统(SoC)。

以2015年美国知名企业推出的可穿戴智能手表为例,其采用了日月光的系统级封装,将AP处理器、SRAM内存、NAND闪存、各种传感器、通讯芯片、功耗管理芯片以及其他被动电子元器件均集成在一块封装体内。通过系统级封装形式,此可穿戴智能产品在成功实现多种功能的同时,还满足了终端产品低功耗、轻薄短小的需求。

2019年全球系统级封装规模为134亿美元,占全球整个封测市场的份额为23.76%,并预测到2025年全球系统级封装规模将达到188亿美元,年均复合增长率为5.81%。

在系统级封装市场中,倒装/焊线类系统级封装占比最高,2019年倒装/焊线类系统级封装产品市场规模为122.39亿美元,占整个系统级封装市场的91.05%。根据Yole预测数据,2025年倒装/焊线类系统级封装仍是系统级封装主流产品,市场规模将增至171.77亿美元。

现阶段,以智能手机为代表的移动消费电子领域是系统级封装最大的下游应用市场,占了系统级封装下游应用的70%。未来5年,系统级封装增长最快的应用市场将是可穿戴设备、Wi-Fi路由器、IoT物联网设施以及电信基础设施。尤其随着5G通讯的推广和普及,5G基站对倒装球栅阵列(FC-BGA)系统级封装芯片的需求将大幅上升,未来5年基站类系统级芯片市场规模年均复合增长率预计高达41%。

甬矽电子目前已熟练掌握芯片倒装技术(Flip-Chip)和多种系统级封装技术(SiP),并实现了量产。甬矽电子系统级封装产品种类包括焊线类系统级封装、倒装类系统级封装、混装类系统级封装、堆叠类系统级封装等多数主流系统级封装形式,公司系统级封装产品在单一封装体中可同时封装7颗晶粒(包含5颗倒晶粒、2颗焊线晶粒)、24颗以上SMT元器件(电容、电阻、电感、天线等)。2020年,甬矽电子系统级封装产品收入为33,986.21万元,占主营业务收入的45.93%,处于国内封测行业先进水平。

4、集成电路封测国产化进程将进一步加快:随着我国半导体全产业链自主可控战略的实施和深化,国内设计龙头企业纷纷开始重塑国产供应链,将集成电路制造环节回流到我国大陆地区,以避免海外供应链不可控的贸易摩擦风险。在国家政策支持和行业企业战略调整双重导向下,我国集成电路制造领域投资项目和投资额均出现大幅上升。据不完全统计,2020年我国投建的晶圆厂大部分已完成初步建设,未来将进入产能爬升阶段,具体情况如下:

 

根专家表示,2020-2025 年中国大陆地区晶圆产能占全球比例将从 18提高至 22%,年均复合增长率约为 7%。晶圆制造系集成电路行业的上游环节,随着我国大批新建晶圆厂产能的释放,将新增大量集成电路封测需求,引领我国集成电路封测产业国产化进程加快。

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