电子行业深度研究：先进封装价值量提升叠加需求回暖，封测产业链机遇将至

摩尔定律发展放缓，先进制程工艺逐渐逼近物理极限，进一步缩小特征尺寸变得特别困难，众多厂商开始将研发方向由先前的“如何把芯片变得更小”转变为“如何把芯片封得更小”。先进封装因其具备高经济效能、高封装密度以及高度集成的优势，目前正进入快速发展的阶段。晶圆厂在刻蚀等前道步骤的硅通孔技术上积累丰富，因而在2.5D/3D封装技术方面较为领先；而以日月光为代表的后道封装厂商则更熟悉异质异构集成，在系统级封装的发展方面更有优势。 先进封装应用广泛，是实现Chiplet设计的基础。在Chiplet设计方案中，不同的die（芯片裸片）之间采用先进封装互联。目前，先进封装向连接密集化、堆叠多样化和功能系统化方向发展主要依赖四大要素：凸块（Bump）、重布线层（RDL）、晶圆（wafer）以及硅通孔（TSV）技术。其中，RDL和TSV分别起到横向及纵向电气延伸的作 用，Bump及晶圆级封装主要起到缩小封装尺寸，提升单位体积性能的作用。目前主流的先进封装方案包括倒装封装（FC）、晶圆级封装、扇出型封装（FanOut）、2.5D/3D封装以及系统级封装（SiP）。根据Yole及集微咨询数据，倒装封装技术是目前市场份额最大的板块，2022年全球倒装封装技术市场规模为290.9亿美元，占比达76.7%。未来3D封装有望快速成长，份额有望快速提升。 AI加速落地，带动先进封装需求快速增长。先进封装在高算力芯片上优势显著：HBM方案的提出，解决了存储内 存速率瓶颈的问题；AMD的新款算力芯片MI300由13个小芯片堆叠而成，采用堆叠子模块的方式进一步提升性能；CoWoS技术在GPU芯片的批量应用，解决了互联密度的问题。目前，伴随AI相关应用的加速落地，对于算力芯片的需求快速提升，与之配套的先进封装需求快速增长。目前CoWoS的发明者台积电计划斥资900亿新台币设立生产先进封装的晶圆厂以满足日益饱满的订单，其他海外大厂也在加快布局，以满足日益增长的先进封装需求。 我国先进封装快速发展且潜力巨大。我国先进封装市场快速成长，据中国半导体行业协会统计及集微咨询数据， 预计2023年中国先进封装市场规模预计达1330亿元，2020-2023年4年的复合增长率约为13.8%。但是，目前国内先进封装市场占比仅为39.0%，与全球先进封装市场占比（48.8%）相比仍有较大差距，尚有较大提升空间。目前，由于制裁不断升级，国内先进制程发展受阻，Chiplet设计及先进封装制造有希望成为国产替代的突破口，我国先进封装产业有望进入发展快车道。 周期复盘：行业触底持续进行，底部反转或将到来。封测厂营收与半导体销售额呈高度拟合关系，受下游需求侧 不景气的影响，封测厂商稼动率底部承压。但是，我们判断拐点或将出现，部分设计厂商目前已从“被动补库存”阶段陆续进入“主动去库存阶段”，封测厂商稼动率已有回暖迹象。展望未来，芯片设计公司库存压力将有望随下游需求边际向好而继续改善，待需求底部反转后，由于封测公司在产业链中的位置相对靠后，封测公司有望率先收益。此外，由于封测行业重资产属性强，进入上行周期后，有望表现更高的利润弹性。 封测厂：建议积极关注先进封装占比高的长电科技、通富微电、甬矽电子等。先进封装产能积极扩张，与之相关的设备产业链有望率先受益：建议积极关注华海清科、新益昌等。 半导体行业景气度复苏不及预期、市场竞争加剧以及先进封装市场规模增长不达预期的风险。 内容目录 一、先进封装：后摩尔时代提升系统性能的关键路径5 1.1、摩尔定律放缓，先进封装接力先进制程助力持续发展5 1.2、先进封装发展迅速，各路线百花齐放7 1.3、Chiplet助力AI算力芯片持续发展12 二、行业周期：触底持续进行，底部反转或将到来14 三、海外大厂技术布局17 3.1、台积电17 3.2、英特尔19 3.3、三星21 3.4、日月光22 3.5、安靠23 四、投资建议24 4.1、封测厂24 4.2、先进封装设备30 五、风险提示36 图表目录 图表1：集成电路的两大发展路线5 图表2：摩尔定律发展放缓5 图表3：封装产业进入先进封装发展阶段5 图表4：封测技术发展阶段及代表封装形式6 图表5：先进封装具备I/0数量多、体积小和高度集成的优势6 图表6：先进封装有望助力集成电路翻越制约持续发展的四座“高墙”7 图表7：2023年全球封测市场规模将达822亿美元7 图表8：2023年中国大陆封测市场规模将达2807亿元7 图表9：2026年全球先进封装市场渗透率将超过50%8 图表10：中国大陆先进封装市场渗透率较低8 图表11：全球各先进封装技术市场规模（亿美元）8 图表12：金凸块工艺流程9 图表13：铜柱凸块工艺流程9 图表14：铜镍金凸块工艺流程9 图表15：电镀焊锡凸块工艺流程9 图表16：RDL工艺流程10 图表17：TSV工艺流程10 图表18：先进封装的四要素10 图表19：倒装封装与传统封装对比图11 图表20：晶圆级封装工艺流程11 图表21：扇入/扇出型封装结构示意图11 图表22：2.5D/3D封装结构示意图11 图表23：系统级封装具备开发周期更短、良率更高、成本更低的优势12 图表24：Chiplet技术相比SoC技术每个模块可以采用不同的工艺12 图表25：Chiplet提高良率和集成度，降低成本，加速芯片迭代13 图表26：Chiplet提升芯片良率13 图表27：HBM解决了内存速率瓶颈的问题13 图表28：AMDMI300剖面图14 图表29：封测厂业绩情况与半导体销售额拟合程度高15 图表30：移动通信和计算机是2022年半导体最大的两个下游应用终端产品15 图表31：2023年全球PC出货量预计2.68亿台16 图表32：2023年全球智能手机出货量预计13.4亿台16 图表33：国内模拟芯片设计公司存货（亿元）16 图表34：国内数字芯片设计公司存货（亿元）17 图表35：封测公司固定资产折旧占主营业务成本比例高17 图表36：台积电3DFabric™系列产品18 图表37：台积电CoWoS结构示意图18 图表38：台积电SoIC与CoWoS/InFO的关系19 图表39：英特尔EMIB结构示意图20 图表40：英特尔Foveros结构示意图20 图表41：英特尔ODI结构示意图21 图表42：三星I-CubeS结构示意图21 图表43：三星I-CubeE结构示意图21 图表44：三星H-Cube结构示意图22 图表45：三星X-Cube结构示意图22 图表46：日月光VIPack™先进封装平台22 图表47：日月光FOPoP及FOCoS结构示意图23 图表48：日月光FOPoP-Bridge及FOSiP结构示意图23 图表49：光纤集成的演变历程23 图表50：安靠先进封装技术24 图表51：2022年海内外主要封测厂商营收排名25 图表52：2022年长电科技实现营收337.62亿元，同比增长10.69%26 图表53：2022年长电科技实现归母净利润32.31亿元，同比增长9.20%26 图表54：通富微电产线详情26 图表55：2022年通富微电实现营收214.29亿元，同比增长35.52%27 图表56：2022年通富微电实现归母净利润5.02亿元，同比下降47.53%27 图表57：华天科技五大基地主要封装类型及应用27 图表58：2022年华天科技实现营收119.06亿元，同比下降1.58%28 图表59：2022年华天科技实现归母净利润7.54亿元，同比下降46.74%28 图表60：甬矽电子主营产品及主要客户28 图表61：2022年甬矽电子实现营收21.77亿元，同比增长5.96%29 图表62：2022年甬矽电子实现归母净利润1.38亿元，同比下降57.11%29 图表63：甬矽电子先进封装产品营收拆分（百万元）29 图表64：2022年晶方科技实现营收11.06亿元，同比下降21.62%30 图表65：2022年晶方科技实现归母净利润2.28亿元，同比下降60.45%30 图表66：国内外先进封装涉及前道及后道设备厂商梳理30 图表67：2022年华海清科实现营收16.49亿元，同比增长104.86%31 图表68：2022年华海清科实现归母净利润5.02亿元，同比增长152.98%31 图表69：华海清科CMP设备业务营收占比高，毛利率持续增长31 图表70：2022年芯碁微装实现营收6.52亿元，同比增长32.51%32 图表71：2022年芯碁微装实现归母净利润1.37亿元，同比增长28.66%32 图表72：芯碁微装主营业务收入稳步增长32 图表73：2022年芯源微实现营收13.85亿元，同比增长67.12%33 图表74：2022年芯源微实现归母净利润2.00亿元，同比增长158.77%33 图表75：芯源微光刻工序涂胶显影设备营收稳步增长，收入贡献过半33 图表76：2022年新益昌实现营收11.84亿元，同比下降1.08%34 图表77：2022年新益昌实现归母净利润2.05亿元，同比下降11.76%34 图表78：2022年奥特维实现营收35.40亿元，同比下降72.94%34 图表79：2022年奥特维实现归母净利润7.13亿元，同比增长92.25%34 图表80：2022年大族激光实现营收149.61亿元，同比下降8.40%35 图表81：2022年大族激光实现归母净利润12.10亿元，同比下降39.35%35 图表82：2022年光力科技实现营收6.14亿元，同比增长15.89%36 图表83：2022年光力科技实现归母净利润0.65亿元，同比下降44.56%36 图表84：2022年耐科装备实现营收2.69亿元，同比增长8.19%36 图表85：2022年耐科装备实现归母净利润0.57亿元，同比增长7.68%36 1.1、摩尔定律放缓，先进封装接力先进制程助力持续发展 摩尔定律发展放缓，集成电路产业寻求新的发展路线。根据摩尔定律，集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加一倍，处理器性能大概每两年翻一倍，同时价格下降为之前的一半。集成电路产业主要沿着两条技术路线发展：一是延续摩尔定律，芯片向小型化发展。通过缩小CMOS器件的晶体管尺寸来增加芯片的晶体管数量，进而提升芯片性能。二是超越摩尔定律，采取先进封装技术将模拟、光电、传感等集成在一个系统内，实现系统的性能提升和功能融合。目前，先进制程工艺逐渐逼近物理极限，越来越多的厂商开始将研发方向由先前的“如何把芯片变得更小”转变为“如何把芯片封得更小”，先进封装逐渐成为行业发展重点。 图表1：集成电路的两大发展路线图表2：摩尔定律发展放缓 来源：《先进封装技术的发展与机遇》，国金证券研究所来源：TheNextPlatform，国金证券研究所 先进封装正进入快速发展的阶段。集成电路封装行业大致划分为五个发展阶段。第一阶段为通孔插装时代，以DIP、SIP技术为代表。第二阶段是表面贴装时代，该阶段以LCC、SOP为代表，用引线替代第一阶段的引脚并贴装在PCB板上，相对而言封装体积减少、封装密度有所提高。第三阶段是面积阵列时代，开始出现BGA、CSP、FC等先进封装技术，这一阶段是目前全球封测厂商所处的主流技术阶段，此阶段引线已被取消，在封装体积大幅缩减的同时提升了系统性能。封装技术的第四阶段，工艺从单芯片变为多芯片、从封装元件演化为封装系统，MCM、SiP、Bumping等技术发展迅速。此后，微机电机械系统封装 （MEMS）、硅通孔（TSV）、扇出型封装（Fan-Out）等立体结构型封装技术相继出现，带动封装产业链进入复杂集成时代。 图表3：封装产业进入先进封装发展阶段 来源：国金证券研究所 图表4：封测技术发展阶段及代表封装形式 阶段 封装形式 具体典型的封装形式 第一阶段 通孔插装型封装 晶体管封装（TO)、陶瓷双列直插封装（CDIP)、塑料双列直插封装（PDIP）、单列直插式封装（SIP