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长电科技:卡位先进封装

半导体风向标 2020-09-15 22:04 发文

本文来自方正证券研究所于2020年9月12日发布的报告《长电科技:卡位先进封装,打造先发优势》,欲了解具体内容,请阅读报告原文。


核心观点


先进封装VS传统封装。与传统封装相比,先进封装之所以能够成为持续优化芯片性能和成本的关键创新路径,主要在于以下两点:1.小型化:通过单个封装体内多次堆叠,实现了存储容量的倍增,进而提高芯片面积与封装面积的比值。3D封装首先突破传统的平面封装的概念,组装效率高达200%以上。2.高集成:SiP将不同用途的芯片整合于同一个系统中,在系统微型化中提供更多功能,而且还使得原有电子电路减少70%-80%。先进封装技术引领封装行业发展趋势,是未来低功耗、高性能、小型化终端应用的必然选择。

 

引领未来,增量市场持续打开。5G、高性能计算、汽车电子、CIS是拉动封装产业成长的重要动能。顺应电子元器件小型化、多功能、缩短开发周期等需求,先进封装在半导体产业的比重稳步提升。Yole预计,2018-2024年,先进封装市场的年复合增长率为8%,预计在2024年达到440亿美元左右,而同一时期,传统封装市场的年复合增长率仅为2.4%。我们认为先进封装工艺的需求与日俱增,但产能发展存在一定滞后,率先布局SiP等先进封装的厂商将迎来发展机遇。

 

布局竞速,龙头竞相卡位先进封装。先进封装对延续摩尔定律生命周期的重要性,也引起了晶圆厂商和IDM厂商的重视,为抢占技术高地,全球主要封测厂、晶圆厂、IDM都在加紧布局先进封装。台积电引入CoWoS作为用于异构集成硅接口的高端先进封装平台以来,从InFO(集成式扇出技术)到SoIC(集成芯片系统),再到3D多栈(MUST)系统集成技术和3D MUST-in-MUST(3D-mim扇出封装),进行了一系列创新。我们认为先进封装技术已成为封装行业未来的主流发展趋势,未来晶圆厂、IDM将成为推动先进封装在高端市场渗透的重要力量。

 

先发优势,先进封装优质标的。在先进封装领域,我国企业与国际龙头仍存在较大差距,且在台积电、三星等晶圆和IDM厂商持续加码先进封装的情况下,围绕先进封装技术的争夺会更加激烈。长电科技在先进封装上全面布局,SiP封装和Fan-out封装是公司最主要且最具潜力的先进封装技术,目前长电科技SiP技术已可与日月光相抗衡。公司持续加强先进封装测试技术的领先优势,成功于2020年4月通过全球行业领先客户的认证,实现双面封装SiP产品的量产,并通过实施各种先进研发项目来实现产品组合的多元化。客户层面,公司拥有国内最多样化的客户构成,国际化客户基础可媲美日月光,海外客户收入占比高达60%,前道晶圆多来自于台积电等领先代工厂与欧美大型IDM,抗风险能力强。


盈利预测:5G时代,长电技术布局国内领先,率先受益,随着整合星科金朋日见成效,我们认为公司综合竞争力会随着内部生产运营的理顺而逐步显现,预计公司2020-2022年营收分别为228.9、262.3、296.3亿元,预计2020-2022年净利润分别达到7.6、13.5、19.0亿元,维持“推荐”评级。

说明:为了进一步提高公司资产营运效率,公司优化了封装产品购销业务模式,在生产销售产品过程中,不再对产品的主要原料承担存货风险。根据收入准则的相关判断原则,在对该部分收入依照会计准则相关规定按净额法列示,使2020H1营业收入与营业成本均下降17.32亿元,对净利润未产生影响。我们依据半年报披露数据对公司2019年营收测算,以净额法口径估算实现营收200.70亿元,较2019年年报披露数据235.26亿元下降34.56亿元,并预计2020-2022年营收分别为228.9、262.3、296.3亿元,因而盈利预测表与财务预测表营收存在差异,对净利润未产生影响。


风险提示:受诉讼影响业绩不达预期;封测行业景气度不及预期;终端下游需求不及预期进而影响公司业绩;5G技术推进不及预期。


正文如下


1 先进封装技术变迁:从传统封装到先进封装


传统封装尚需改进。集成电路封装测试包括封装和测试两个环节。封装是保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤,增强芯片的散热性能,实现电气连接,确保电路正常工作。在上个世纪90年代之前,由于当时技术的限制,传统封装例如DIP、SOP、PGA等封装形式占据主流,以DIP封装为例,DIP为最早采用的IC封装技术,具有成本低廉的优势,适合小型且不需接太多线的芯片。但由于大多采用塑料材质,散热效果较差,无法满足现行高速芯片的要求。而且传统封装的封装效率(裸芯面积/基板面积)较低,其中DIP封装效率只有2%-7%,存在很大的提升空间。


先进封装应运而生。上世纪90年代之后,随着半导体技术的发展,越来越多前道工艺的步骤被引入后道工艺当中,两者间界限越来越模糊。随之而来的是,越来越多超越传统封装理念的先进封装技术被提出,向着高性能、高密度、低成本、集体晶圆级封装技术标准迈进。



先进封装的两大核心优势。先进封装是能够处理I/O引脚数大于100 或引脚/焊球间距小于0.5mm的芯片的新型封装技术,他们之所以能够成为持续优化芯片性能和成本的关键创新路径,其原因可归纳为以下两点:1.小型化:提高芯片面积与封装面积的比值,例如三维(3D)封装首先突破传统的平面封装的概念,组装效率高达200%以上。它使单个封装体内可以堆叠多个芯片,实现了存储容量的倍增。2.集成度高:在系统微型化中提供更多功能,例如SiP(系统级封装)将不同用途的芯片整合于同一个系统中,而且还使得原有电子电路减少70%-80%,运行功耗因PCB电路板缩小而减少。


先进封装引领行业发展趋势。随着下游计算应用需求日益扩张,对芯片性能提出了更高的要求,而晶圆制程接近极限,已难以驱动摩尔定律,通过先进制程来优化芯片性能难度陡增。先进的半导体封装技术不仅可以增加功能、提升产品价值,还能够有效降低成本,成为延续摩尔定律的关键。目前先进封装技术越来越受到IC厂商的青睐,将引领封装行业发展趋势,是未来低功耗、高性能、小型化终端应用的必然选择。



增量市场持续打开。目前半导体产业正处于转折点,业界亟需IC封装来维持摩尔定律的进展,先进封装以其独特的优势进入最成功的时期。Yole研究预测指出,先进封装将保持成长趋势,2018-2024年间以8%的年复合增长率成长,到2024年达到近440亿美元。相反,在同一时期,传统封装市场仅以2.4%的年复合成长率成长,而整个IC封装产业CAGR约为5%。



2 龙头齐聚,探索先进封装


龙头竞相卡位先进封装。进入后摩尔时代以来,半导体制造龙头企业开始从过去着力于晶圆制造技术节点的推进,逐渐转向系统级封装技术的创新,先进封装技术成为持续优化芯片性能和成本的关键路径。围绕着先进封装的市场竞争愈演愈烈,台积电、英特尔、三星三大先进芯片制造商纷纷加码,加速先进封装技术的部署。


英特尔与三星:面向未来的异构计算趋势,英特尔推出“分解设计”策略,将原先整个SoC芯片先做成如CPU、GPU、I/O等几个大部分,再将SoC的细粒度进一步提升,按晶片IP来进行组合。这些分解开的小部件整合起来后,速度快、带宽足,同时还能实现低功耗,有很大的灵活性,将成为英特尔的一大差异性优势。三星则推出3D封装技术“X-Cube”,通过TSV进行互连,已能用于7nm乃至5nm工艺。目前测试芯片可以做到将SRAM层堆叠在逻辑层上,将SRAM与逻辑部分分离,从而腾出更多空间来堆栈更多内存。此外TSV技术能大幅缩短裸片间的信号距离,提高数据传输速度和降低功耗。X-Cube实现了三星在3D封装技术上速度和功效的重大飞跃。


台积电:台积电方面,2020年8月推出3DFabric整合技术平台,其中包括了前端封装技术(SoIC技术和CoW、WoW两种键合方式)和后端封装技术(CoWoS和InFO系列封装技术)。3DFabric可将各种逻辑、存储器件或专用芯片与SoC集成在一起,为高性能计算机、智能手机、IoT边缘设备等应用提供更小尺寸的芯片,并且可通过将高密度互连芯片集成到封装模块中,从而提高带宽、延迟和电源效率。这带来的好处是:客户可以在模拟IO、射频等不经常更改、扩展性不大的模块上采用更成熟、更低成本的半导体技术,在核心逻辑设计上采用最先进的半导体技术,既节约了成本,又缩短了新产品的上市时间。台积电认为,芯片在2D层面的微缩已不能满足异构集成的需求,3D才是未来提升系统效能、缩小芯片面积、整合不同功能的发展趋势。



通过三大芯片制造巨头的先进封装布局,我们可以看到在接下来的一年,3D封装技术将是超越摩尔定律的重要杀手锏。虽然这些技术方法的核心细节有所不同,但殊途同归,都是为了持续提升芯片密度、实现更为复杂和灵活的系统级芯片,以满足客户日益丰富的应用需求。


3 率先布局,先进封装优质标的


迈入高端封装技术一流梯队。2015年长电科技引入产业基金和中芯国际的战略投资收购了全球排名第四的星科金朋,一举跃升为全球第三的先进封测厂商,在中国、韩国、新加坡拥有三大研发中心及六大集成电路成品生产基地,目前在高端封装技术已与国际先进同行并行发展,具备全系列封装技术的能力。


基于长电科技在先进封装上的全面布局,目前封装业务主要以先进封装为主,占封装业务的93.74%,长电先进、长电韩国以及星科金朋为主要工厂。长电先进具备FC、PoP、Fan-out、WLP、2.5D/3D等先进封装的能力;星科金朋新加坡厂拥有Fan-out eWLB和WLCSP封装能力,韩国厂拥有SiP和FC系统封测能力,江阴厂拥有先进的存储器封装、全系列的FC倒装技术;长电韩国主营SiP高端封装业务。



SiP封装优质标的。SiP系统级封装和Fan-out封装技术是长电科技最主要且最具潜力的先进封装技术。长电科技通过收购星科金朋获得SiP技术,目前长电科技拥有的SiP技术已可与日月光抗衡。星科金朋韩国厂已正式量产,主营业务为高端封装测试产品及高阶SiP产品封装测试,专为重要战略客户供货。Fan-out封装方面,长电科技积极投入研发高性能Fan-out工艺,使其有能力满足客户快速增长的Fan-out订单需求。


SiP封装一般用于创建高集成度产品,因面积小、成本低,所以较适用于生产周期短的电子产品。AiP则是在SiP的基础上更进一步,将射频模块和天线封装集成在一起,应用于5G毫米波天线。2020年5G手机的销量超出预期,基于毫米波技术的5G手机对SiP的需求量增大,而苹果AirPods在继Apple watch以后,也将采用了SiP封装技术。基于5G、物联网、智能穿戴以及智能家居的快速发展,大量增长的内部器件将进一步压缩了设备的内部空间,小尺寸先进封装技术SiP显得尤为重要。随着SiP封装应用范围渗透率的逐渐提高,预计未来SiP封装的市场需求将迎来爆发性的增长。基于此,长电韩国除了积极布局高阶SiP业务,切入手机和穿戴式装置等终端产品之外,也有意切入韩国5G天线相关AiP封装。


长电科技通过实施一系列的整合、调整举措,正在逐步实现集团下各公司间的协同效应,技术能力和产能布局更加匹配市场和客户需求,公司的研发、生产、运营持续向好的方向快速发展,并取得显著成效。长电科技一直深耕先进封装技术,面向全球客户,打造全面的技术产品种类和完整的全流程服务。受益于半导体产品市场蓬勃发展和长电科技优秀的产品品质,以及国内外客户对长电科技的认可,长电科技在全球半导体封测行业始终处于领先地位。随着5G时代的到来,长电科技将继续在5G网络通讯、移动终端、车载电子、大数据存储、AI和物联网领域持续投入,保持先进封装领域优势,不断提升工厂产能利用率,未来将充分受益5G红利,迎来业绩攀升。


以上为报告部分内容,完整报告请查看《长电科技:卡位先进封装,打造先发优势》。




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