IC载板需求不断增长，国产化进程加速

IC载板是封装环节的核心材料，高技术门槛带来溢价：IC载板直接搭载芯片，为其提供保护、支撑、散热作用，同时为芯片与PCB母板之间提供电子连接，起着“承上启下”的作用，是IC封装技术中一种必要的核心材料。随着半导体技术的发展，IC的特征尺寸不断缩小，集成度不断提高，相应的IC封装向着超多引脚、窄节距、超小型化方向发展。在高阶封装领域，IC载板已取代传统引线框架，成为芯片封装中不可或缺的一部分。由于载板直接与芯片相连，产品尺寸小、精密度高，在线路精细、孔距大小和信号干扰等方面要求更高，因此在制造时需要更精准的层间对位技术、电镀能力、钻孔技术。IC载板的工艺流程复杂，涉及工序多，需要长时间的经验积累才能优化出合适参数，下游客户对IC载板的量产也有严格的评价体系，进一步提高了供应商进入主流市场的门槛。 行业规模持续扩大，AI算力芯片、Chiplet等进一步拉动载板需求：ChatGPT等大模型主要是基于多层transformer模型的联系上下文对话类模型，模型参数庞大，训练和推理过程需要大量的算力芯片。当前，Chiplet是AMD、台积电等多家集成电路头部极为关注的先进封测解决方案，根据Omdia的统计数据，2024年，采用Chiplet的处理器芯片的全球市场规模将达58亿美元，到2035年将达到570亿美元，年复合增长率约为23.09%，Chiplet处理器芯片市场规模的快速增长也将带动ABF载板需求量的提升。据Prismark数据，2025年全球IC载板行业规模有望达到160-170亿美元。 日韩及中国台湾地区具备先发优势，国内厂商持续加码：根据Prismark数据，2020年全球IC载板行业前10大厂商合计占据83%的市场份额，竞争格局较为集中。根据集微咨询，2021年内资企业的封装基板产值约为8.29亿美元，全球占比为5.84%，面对极低的市占率，国内厂商持续加码。深南电路封装基板业务营收占比逐步攀升，定增25.5亿用于IC载板产品制造项目。兴森科技公告披露，拟广州投资约60亿、珠海投资约12亿建设FCBGA项目，珠海项目已于2022年12月底建成并成功试产，有望23Q3进入小批量产品交付阶段；广州一期厂房已于2022年9月完成厂房封顶，预计23Q4度完成产线建设。胜宏科技2021年9月发布公告，公司以8958.94万元受让科发富鼎98.969%的财产份额，进而间接持有了珠海越亚半导体股份有限公司2.1553%股份，布局IC载板领域，国内厂商持续加码该领域。 建议关注：深南电路、兴森科技、崇达技术、胜宏科技、方邦股份、华正新材、生益科技 风险提示：技术研发风险；相关扩产项目不及预期风险；原材料供应紧张及价格波动风险 1.IC载板是封装领域的核心材料，国内厂商市占率低 1.1.芯片封装技术多样，先进封装主要应用于下游高端市场 集成电路（IC）产业链主要包括集成电路设计、集成电路晶圆制造、芯片成品制造和测试，以及上游相关的设备和材料。集成电路芯片由设计公司设计出芯片方案或集成方案，委托集成电路制造商生产晶圆（芯片），然后将芯片委托封测企业进行封装、测试等，再由下游客户将产品销售给电子终端产品组装厂。 图1.芯片封装产业链级别划分 芯片封装技术主要包括：DIP双列直插式、组件封装式、PGA插针网格式、BGA球栅阵列式（PBGA基板、CBGA基板、FCBGA基板、TBGA基板、CDPBGA基板）、CSP封装（传统导线架形式、硬质内插板型、软质内插板型、晶圆尺寸封装）、MCM封装等。 表1：芯片封装方式 目前业内半导体先进封装技术主要包括：SiP、WL-CSP、FC、eWLB、PiP、PoP及2.5D/3D封装技术等。在5G通讯应用市场领域，业内趋势向大尺寸的封装产品发展；在5G移动终端领域，已基本实现所有封装类型的全覆盖；在车载电子领域，eWLB、QFN等方案广泛应用于以ADAS和DMS为代表的产品；在半导体存储市场领域，主要覆盖DRAM、Flash、USB、SSD等各种存储芯片产品。 FCBGA市场主要被日韩及中国台湾地区垄断，大陆国产化替代迫在眉睫。倒装芯片球栅格阵列（FCBGA）基板是针对AI、5G、大数据、高性能计算（HPC）、智能汽车和数据中心等新兴需求上所应用的CPU、图形处理器（GPU）、FPGA等高端数字芯片的重要载体，具有高算力、高速度、高带宽、低延迟、低功耗、多功能和系统级集成等许多优点。将多层陶瓷片高温共烧成多层陶瓷金属化基片，再在基片上制作多层金属布线，然后进行电镀等。Prismark预测的2011—2026年封装基板市场中，FCBGA市场规模在基板市场中最高。目前我国大陆基板厂已经具备引线键合球栅格阵列（WBBGA）、倒装芯片级封装（FCCSP）等中低端基板制造能力，但高端的FCBGA基板量产市场仍被日韩及中国台湾地区企业所垄断。 图2.FC-BGA基板结构 1.2.IC载板是IC封装中一种核心材料 IC载板又称IC封装基板，是IC封装技术中一种必要的新封装载体。随着半导体技术的发展，IC的特征尺寸不断缩小，集成度不断提高，相应的IC封装向着超多引脚、窄节距、超小型化方向发展。20世纪90年代中期，以球栅阵列封装（Ball Grid Array，简称BGA）、芯片尺寸封装（Chip Scale Package，简称CSP）为代表的新型IC高密度封装形式问世。 图3.IC载板示意图 根据封装工艺的不同，IC载板可分为引线键合IC载板和倒装IC载板。其中，引线键合（WB）使用细金属线，利用热、压力、超声波能量使金属引线与芯片焊盘、基板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通，大量应用于射频模块、存储芯片、微机电系统器件封装；倒装（FC）封装与引线键合不同，其采用焊球连接芯片与基板，即在芯片的焊盘上形成焊球，然后将芯片翻转贴到对应的基板上，利用加热熔融的焊球实现芯片与基板焊盘结合，该封装工艺已广泛应用于CPU、GPU及Chipset等产品封装。 图4.引线键合封装和倒装封装 根据应用领域的不同，IC载板可分为存储芯片IC载板、微机电系统IC载板、射频模块IC载板、处理器芯片IC载板和高速通信IC载板。 在高阶封装领域，IC载板已取代传统引线框架，成为芯片封装中不可或缺的一部分。IC载板直接搭载芯片，为其提供保护、支撑、散热作用，同时为芯片与PCB母板之间提供电子连接，起着“承上启下”的作用，有助于实现多引脚化、多芯片模块化并缩小封装产品体积、改善电性能及散热性，甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。 IC载板上游主要包括基材、铜箔、干膜、湿膜、金属材料（铜球、镍球、金盐）等，其中基板是最大的成本端，占封装整体物料成本的38%左右，在部分高端倒装（FlipChip，FC）工艺中，载板的成本占比可高达70%至80%。 表2：先进封装技术 根据基板材料的不同，IC载板可分为硬质基板、柔性基板和陶瓷基板，又可分为BT基板、ABF基板和MIS基板等。 表3：按基材分类IC载板 BT载板主要用在MEMS、内存等领域。BT材料是由双马来酰亚胺与氰酸酯树脂合成制得的，因具有很高的高玻璃化温度，优秀的介电性能、低热膨胀率、良好的力学特征等性能，在高密度互连（HDI）多层印制板和封装用基板中得到广泛的应用。BT板开始只用在芯片封装上，市场主要供应商有日系三菱瓦斯MGC、Hitachi、松下、住友等，韩国有Doosan、LG，中国台湾地区有南亚、联致等，国内有生益科技、广东盈骅等。 ABF载板主要用在CPU、GPU等算力芯片，核心材料产能不足、工艺复杂，国产替代空间较大。 ABF是一种由高分子树脂、硅微粉和溶剂等物质混合形成的复合薄膜材料，通过除胶工艺控制其表面粗糙度，形成线宽/线间距不大于15 μm/15μm的精细线路。因填料采用均匀分布的平均直径不大于0.5 μm的硅微粉，可以实现孔径为25～30 μm的高密度盲孔。总的来说，相比于其他增层介质，ABF具有易于加工和较高的工艺兼容性等特点，因此被广泛用作FCBGA基板的增层介质材料。ABF材质可做线路较细、高脚数、高传输的IC，主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC等高运算性能芯片，ABF关键材料ABF薄膜由味之素垄断，核心材料产量的不足严重制约ABF载板产能的扩张，加之制造工艺复杂，国产化率低，大陆厂商替代空间较大。 2.IC载板竞争格局集中，行业规模不断扩大 2.1.IC载板对制造精度要求严格，技术不断迭代提高 IC载板是在HDI板的技术基础上发展而来，是适应电子封装技术快速发展而向高端技术的延伸，具有高密度、高精度、高性能、小型化及薄型化等特点。以移动产品处理器的芯片IC载板为例，其线宽/线距为20μm/20μm，在未来2-3年还将不断降低至15μm /15μm，10μm/10μm。 表4：IC载板、SLP、HDI和普通PCB参数对比 早期用减成法工艺来制作线宽/线距50μm及以上的IC载板。减成法工艺首先是在覆铜板上整板电镀一层铜，用于保护线路和导通孔，然后蚀刻掉不需要的铜皮，保留线路和导通孔中的铜。缺陷是侧蚀性控制难度高，会限制制作精细程度。随着市面对IC载板精度和制造成本要求提升，这种工艺因良率低、精度不够等原因逐渐被市场淘汰。 图5.引线键合封装和倒装封装减成法工艺流程 当前主流制作工艺主要有半加成法和改良半加成法两种，用于生产线宽/线距小于25μm的IC载板。两种工艺原理相似，首先，在基板上涂覆一层薄铜，然后进行线路设计，再电镀上一层指定厚度的铜层，最终把种子铜层移除。两种工艺流程的基本差异是种子铜层的厚度。半加成法的种子铜层为一层薄化学镀铜涂层（小于1.5μm），改良半加成法种子铜层为一层薄的层压铜箔（大于1.5μm）。 图6.改良半加成法工艺流程 IC载板门槛主要在于工艺。由于载板直接与芯片相连，产品尺寸小、精密度高，在线路精细、孔距大小和信号干扰等方面要求更高，因此在制造时需要更精准的层间对位技术、电镀能力、钻孔技术。IC载板的工艺流程复杂，涉及工序多，在镀铜、阻焊等工艺上需要长时间的经验积累才能优化出合适参数。另外，业内一般采用“合格供应商认证制度”，对IC载板的量产有着严格的评价体系，这也提升了供应商进入主流市场的门槛。 2020年IC载板市场前10大厂商合计占比83%，行业竞争格局较为集中。根据Prismark数据，2020年全球IC载板行业前10大厂商合计占据83%的市场份额，前三家厂商Unimicron、Ibiden、SEMCO分别占据15%、11%和10%，合计市占率已达到36%。日本企业占据了FCBGA、FCCSP、埋入式基板等高端IC载板大部分市场，为三星、苹果和Intel等巨头公司的供应商，韩国和中国台湾地区分别受益于发达的存储产业和晶圆代工产业。日本IC载板龙头包括Ibiden（揖斐电）、Shinko（新光电气）和Kyocera（京瓷），韩国有SEMCO（三星电机）、Simmtech（信泰）、Daeduck（大德）等老牌企业，中国台湾有Unimicron（欣兴电子）、Kinsus（景硕）、NY PCB（南亚）和ASE materials（日月光材料）等企业。 图7.2020年全球IC载板行业市场份额 表5：全球IC载板行业龙头 内资厂商产值占比较小，国产替代存在较大空间。由于IC载板技术难度高、设备材料获取受限、客户导入困难等一系列原因，内资厂商在此行业中暂时未能占据到有利地位。根据Prismark 2021Q4报告预测，2021年全球IC封装基板行业规模达到141.98亿美元，2026年有望达到214.347亿美元。根据集微咨询，2021年中国大陆封装基板产业规模快速提升的趋势，2021年中国大陆封装基板产业规模约为23亿美元，同比增长56%，其中来自内资企业的封装基板产值约为8.29亿美元，全球占比为5.84%，国产替代仍存在较大的发展空间。 2.2.受需求端不断拉动，行业规模不断扩大 自新冠疫情开始，线上化进程