半导体材料系列报告（下）：Chiplet引领封测行业新机遇

1 华安研究•拓展投资价值 华安证券研究所 证券研究报告 半导体材料系列报告（下）： Chiplet引领封测行业新机遇 分析师：胡杨S0010521090001 联系人：赵恒祯S0010121080026 日期：2022年8月 华安证券研究所 目录 1 载板：市场空间大，国产化率低 2 3 引线框架：键合方式引领材料需求改变 探针：先进封装带来需求激增 华安证券研究所 •IC载板是半导体封装的关键载体，用于建立IC与PCB之间的讯号连接，全球市场规模约122亿美元，20年国产化率仅5%，国产替代空间巨大。与此同时，载板下游需求旺盛：载板市场空间20-26CAGR=13.2%；FC-BGA20-26CAGR=17.5%。 •IC载板具有多种分类方式： ①根据IC载板与芯片的连接方式：打线（WB)、倒装（FC）②IC载板与PCB的连接方式：球闸阵列封装（BGA）、晶片尺寸封装（CSP）、栅格阵列封装（LGA）、插针网格阵列（PGA）③根据绝缘层材料：a)有机：刚性（BT、ABF、MIS）、柔性（PI、PE）;b）无机：陶瓷 （氧化铝、氮化铝、碳化硅）当前主流IC载板类型包括FCBGA\PGA\LGA、WBBGA\CSP、FCCSP、RF&DigitalModule IC载板-基础介绍： 图表IC载板结构图 资料来源：XQ&MoneyDJ，华安证券研究所 图表主流IC载板类型 芯片与基板的连接方式 类型 简称 产品应用领域 市占率 封装尺寸 层数 L/S（线宽/线距） 基板制造工艺 打线WireBonding 球栅阵列 WBBGA 微处理器、南桥芯片、网 络芯片 25% 20~35mm 2~4 25~40um 传统工艺 芯片级封装 WBCSP 电脑内存、手机、快闪内 存卡 5~19mm 2 25~40um 传统工艺 射频模块 RFModule 无线射频功率放大器、收发器、前端接收模块 13% 2~10mm 2~6 25~50um 传统工艺或薄核心层积层工艺 数字模块 DigitalModule 数码相机内存卡 8~30mm 2~6 30~75um 传统工艺或薄核心层积层工艺 倒装FlipChip 球栅阵列 FCBGA 微处理器、图形处理器、基带芯片、应用处理器、 游戏机处理器 41% 20~75mm 6~16 8~15um 积层ABF材质 针栅格阵列 FCPGA 微处理器 触点栅格阵列 FCLGA 微处理器 芯片级封装 FCCSP 应用处理器、基带芯片、智能手机加速处理器、电源管理\电力线收发器 21% 5~19mm 3~6 10~20um 积层半固化片、 ABF或ETS内埋式线路基板 资料来源：Prismark、珠海越亚招股说明书，华安证券研究所 图表2.5D及3D封装示意图 •主要方式及目的：通过异构、异质集成以及3D堆叠的方式，提升芯片的集成度，从而在不改变制程的前提下提升算力，解决摩尔定律失效问题。 •技术挑战：TSV通孔、Interposer中间板的加入带来封测难度和成本的上升。 •对载板的影响：堆叠形式对载板面积的影响、先进封装对FC-BGA基板需求量的增加、Interposer等部件需求量的增加。 Chiplet技术引发的行业变革： 图表Chiplet技术带来的异构化（左）和异质化（右）集成 资料来源：SiP与先进封装，华安证券研究所资料来源：中电网，华安证券研究所 其它 51% 图表IC载板成本构成 •原材料主要依赖进口：IC载板的原材料包括基材、铜箔、铜球等。其中，基材是最大的成本端，在IC载板的成本中占比超过30%。基材主要包括BT（全球占比约70%+；过于由日企三菱瓦斯生产，但由于其专利已过期，所以别国公司也开始涉猎）、ABF（目前由日企味之素垄断）和MIS（属于新型技术）。基材目前国产化率较低，主要依赖进口 •技术挑战：全流程材料涨缩控制、图形形成、镀铜、阻焊工艺、表面处理 •趋势：高精度、高密度、小型化、薄型化 成本及工艺 基材 35% 钢球 铜箔 8% 6% 资料来源：Prismark，华安证券研究所 图表IC载板技术难点 技术难点 技术要求 芯板薄而易变形 配板结构、板件涨缩、层压参数、层间定位系统等工艺技术需取得突破 图形形成 线路补偿技术和控制、精细线路制作技术、镀铜厚度均匀性控制技术、精细线路的微蚀量控制技术 镀铜 线宽间距要求是15~50um，镀铜厚度均匀性要求位18um、刻蚀均匀度≥90% 阻焊工艺 IC载板阻焊表面高度差小于10微米，阻焊和焊盘的表面高度差不多超过15微米 表面处理 可打线的表面涂覆，选择性表面处理技术 资料来源：深联电路官网，华安证券研究所 •海外企业的共通点： ①种类相对齐全→更易吸引客户：针对不同封装技术，海外龙头推出多种IC载板，以满足下游各种需求 ②并购整合→扩大市占率：海外龙头在后期发展中通常选择通过并购扩大市占率并提高产品竞争力 竞争格局： 图表IC载板竞争格局图表本土企业IC载板布局情况 日月光材料 4% 京瓷 5% 大德 5% 信泰电子 7% 其它 17% 欣兴电子 15% 企业 地区 主要IC载板产品 扩产规划 投产地点 投资金额 扩产产品类型 开工时间 投产时间 欣兴电子 中国台湾 WBCSP、WBBGA、FCCSP、FCBGA、PoP等 大陆、台湾 344亿新台币 ABF、BT封装载板 2019 2022 揖斐电 日本 FCBGA、FCCSP 日本河间 1800亿日元 ABF封装基板 2021 2023 三星电机 韩国 FCCSP、FCBGA、射频模组封装基板 越南 8.4亿美元 FCBGA载板 -- -- 景硕科技 中国台湾 WBCSP、WBBGA、FCCSP、FCBGA、COP、COF 大陆、台湾 100亿新台币 ABF、BT封装载板 2021 2023 南亚 中国台湾 FC、WB 大陆、台湾 73.5亿+90亿 新台币 ABF、BT封装载板 2020 2021 新光电气 日本 FC载板、PBGA等 日本河间 900亿日元 ABF封装基板 2020 2022 信泰电子 韩国 PBGA、CSP、BOC等 -- -- -- -- -- 大德 韩国 FCCSP、超薄CSP、SiP 韩国 1600亿韩元 ABF封装基板 2020 2022 京瓷 日本 FC载板、模块载板 -- -- -- -- -- 日月光材料 中国台湾 PBGA、BOC、模组基板、FCCSP、SiP、WB载板 -- -- -- -- -- 深南电路 中国大陆 WBCSP、FCCSP、RF、FCBGA（在研）等 广州 60亿人民币 FCBGA（ABF）、FCCSP、RF封装基板 2021 -- 无锡 20亿人民币 高阶倒装芯片IC载板 2021 2025-2026 兴森科技 中国大陆 FCCSPFCBGA（在研）等 珠海、广州 12+60亿人民币 封装载板、类载板 2022 2023 珠海越亚 中国大陆 RFModule基板 珠海 -- 高端射频及FCBGA封装载板 2021 2022.07 揖机电 11% 三星电机 10% 新光电气 8% 景硕科技 南亚9% 9% 注：①BT载板主要用于手机芯片、通讯芯片、内存芯片、LED等； 资料来源：各公司官网、各公司公告，华安证券研究所 资料来源：Prismark，华安证券研究所②ABF载板主要用于CPU、GPU和芯片组等大型高端产品 重点标的 图表行业基础情况 主要材料 封测环节中的成本占比 主要用途 发展趋势 2021年全球市场空间（亿美元） 2021~2026CAGR 国产化率 IC载板（包括陶瓷） 51% 保护芯片、物理支撑、连接芯片与电路板、散热 高精度、高密度、小型化、薄型化 122 11.89% 4% 图表IC载板企业客户情况 客户 兴森科技 三星、长电科技、华天科技等 深南电路 半导体封测厂商、半导体制造厂商、半导体设计厂商 图表IC载板企业财务数据 公司 市值（亿元） 归母净利润（亿元） PE FY20业绩回顾（亿元） FY20关键比率 主要产品 21E 22E 23E 21E 22E 23E 半导体材料收入 营业总收入 YoY 归母净利润 YoY 毛利率 净利率 ROE 研发费用（亿元） 员工总数 兴森科技 163 7.34 9.01 11.14 22 18 15 10.83 50.40 24.92% 6.21 19.16% 32.17% 12.16% 17.73% 2.89 6295 IC载板、半导体测试版 深南电路 485 18.35 22.33 26.45 26 22 18 -- 139.43 20.19% 14.81 4% 23.71% 10.62% 18.70% 7.82 15740 IC载板 注：取wind一致估值，日期截至2022年6月26日资料来源：wind、各公司公告、SEMI、ICInsights，华安证券研究所 目录 1 载板：市场空间大，国产化率低 2 3 引线框架：键合方式引领材料需求改变 探针：先进封装带来需求激增 华安证券研究所 •引线框架是借助键合丝来实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，全球市场规模约32亿美元 •引线框架主要用于低成本的传统封装、终端封装和内存芯片堆叠 •引线框架VSIC载板：引线框架多用于引脚数小于160~240pin的DIP、SOP、QFN等传统封装形式；IC载板多用于引脚数多于160~240pin的复杂BAG、CSP等封装形式 •分类方式（根据加工方式）：机械冲压、化学蚀刻 引线框架-基础介绍： 图表引线框架应用方式 资料来源：中国产业信息网，华安证券研究所 图表引线框架分类 分类 优点 缺点 ①模具制造周期较长，一般在2~3个月以 ①生产效率高、适用于大规模生产 上，供货周期较长 ②资金投入少、进入门槛低 ②产品精度没有蚀刻型生产工艺的产品 模具冲压型生产工艺 ③可以生产带有凸性的引线框架 精度高，不适合生产多脚位（100脚位以 ④对于低脚位、产量大的引线框架产品， 上）引线框架 生产成本较低 ③囿于材料的机械性能，不能生产超薄的引线框架 ①生产线调整周期短，可以方便地转换 ①资金投入大、进入门槛高②不能生产带有凸性的引线框架③不适合生产厚的引线框架④对于低脚位、产量大的引线框架，生产成本较高 所生产的引线框架的型号，适用于多品 蚀刻型生产工艺 种小批量生产②产品精度高、可以生产多脚位（100脚以上）引线框架③适合生产超薄的引线框架 资料来源：康强电子招股说明书，华安证券研究所 引线框架-基础介绍： •原材料高端铜带主要依赖进口：国内铜加工企业由于技术工艺上的问题，还不能生产出高端的蚀刻铜带。并且，由于高端蚀刻铜带国内市场总需求量相对较小，难度又大，铜带生产企业开发高端蚀刻铜带的投入相对较少。所以，引线的框架的原材料高端铜带采购困难，主要依赖进口 •技术挑战：宽排及高密度的技术 •趋势：更高宽度（2011年主流引线框架宽度位50~60mm，但至2015年，引线框架宽度已提升至90~100mm）、更高密度（单位面积引脚数增多） •SOT/SOD、SOP等表面贴装引线框架应用较为广泛，但其增速已趋于缓和，长远看或将逐渐被更小型的封装形式替代 •QFN/DFN等的高密度蚀刻引线框架逐渐成为高性能低成本的主流封装，且蚀刻引线框架相较冲压型引线框架具有更高密度、更高精度更宽排版，更符合引线框架发展趋势，但国内相关产品国产化率较低，具有广阔发展空间 •功率分立器件引线框架将随新能源汽车及物联网等的应用普及，拥有较大市场发展，但由于汽车电子门槛较高，高端应用基本被日本与中国台湾企业垄断 类别 项目 创新内容 技术应用情况 冲压引线框架 宽排精密冲压模具技术 提升了冲压模具的设计开发及加工制造工艺，使得引线框架可获得更高宽度、更小密度 正逐渐趋于成熟，开始投入量产 宽排连续局部电镀技术 专门开