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文檔簡介
1、半導體封裝行業深度研究:看好先進封裝及封裝設備國產化1 封測行業:看好先進封裝的投資機會全球封測行業:長周期穩健增長封測即集成電路的封裝、測試環節,是加工后的晶圓到芯片的橋梁。在半導體產業鏈中, 封測位于 IC 設計與 IC 制造之后,最終 IC 產品之前,屬于半導體制造后道工序。其中封裝 是指將生產加工后的晶圓進行切割、焊線塑封,使集成電路與外部器件實現電氣連接、信 號連接的同時,對集成電路提供物理、化學保護。測試是指利用專業設備,對封裝完畢的 集成電路進行功能、性能測試。封裝環節占據封測價值量的絕大部分,據 Gartner 統計, 封裝環節占整個封測市場份額的 80-85%,測試環節占整個
2、封測市場份額約 15-20%。按是否焊線,可將封裝工藝分為傳統封裝與先進封裝。傳統封裝的基本連接系統主要采用 引線鍵合工藝,即通過引出金屬線實現芯片與外部電子元器件的電氣連接。由于密度較高 可能導致引線之間電氣性能的相互干擾甚至短路,傳統封裝的 I/O 密度受限。隨著下游應 用需求引領下的集成電路復雜度不斷提升,先進封裝應運而生。先進封裝指主要以凸點 (Bumping)方式實現電氣連接的多種封裝方式,旨在實現更多 I/O、更加集成兩大功能。傳統封裝與先進封裝間并不存在絕對的優劣之分與替代關系,下游應用端對高算力、集成 化的需求提升致使先進封裝技術成為未來發展趨勢。封測行業價值量于2016年之前
3、長期領跑大陸半導體產業鏈,有望受益大陸半導體行業縱向結構改善帶來的協同作用,迎來發展提速。封測環節為我國半導體產業鏈中與國際領先 水平差距最小的細分板塊, 2004-2015 年在大陸 IC 設計、制造、封測環節中占據最高的 價值量,但價值量占比大體呈逐年遞減狀態,2020 年占據大陸半導體行業市場規模的 28.4%。大陸半導體產業鏈中設計、制造、封測的市場規模占比正逐步趨向于國際上 3:4:3 的平均水平,產業結構趨于平衡。我們認為隨著大陸半導體產業鏈結構性改善的推進,IC 設計、制造與封測的協同效應有望顯現,封測行業發展有望提速。全球封測市場長周期平穩增長。據 Yole 數據及中國產業信息
4、網,在 OSAT 廠商口徑下, 全球封測市場規模從 2011 年的 455 億美元成長至 2020 年的 594 億美元,2012-2020 年 封測市場規模 CAGR 為 3.0%,全球封測市場處于長周期平穩增長狀態。在 OSAT&IDMs 口徑下,根據 Yole 數據,2019 年全球封測市場規模達 680 億美元,預計到 2025 年市場 規模可達 850 億美元,2020-2025 年 CAGR 有望達到 4%。中國大陸封測市場規模增長持續高于全球水平,增速拐點或已到達。據中國半導體行業協 會數據,封測市場規模由 2011 年的 975.7 億元增長至 2020 年的 2509.5 億
5、元,12-20 年 中國大陸封測市場規模 CAGR 約為 11.1%,增速明顯高于同期全球水平。據前瞻產業研究 院預測,到 2026 年中國大陸封測市場規模將達到 4429 億元,21-26 年市場規模 CAGR 約為 9.9%,高于 19-20 年市場規模 CAGR(7.0%)。隨著全球供應鏈的修復疊加 5G 通信、 HPC、汽車電子、智能可穿戴設備等新興應用端帶來的市場需求增量,中國大陸封測市場 規模增速或已迎來拐點,未來增速有望上揚。全球委外代工封測(OSAT)市場集中度較高,大陸廠商已進入國際第一梯隊。據 Chipinsights,2020 年全球 OSAT 市場 CR3 約為 56.
6、7%, CR10 約為 84.0%,行業集中 度高。中國臺灣廠商日月光(ASE)為封測行業全球龍頭,2020 年市占率(按營收口徑) 約為 30.1%;美國廠商安靠(Amkor)以 14.6%的市占率位列第二;中國大陸廠商長電科 技、通富微電、華天科技按營收口徑分列第 3、5、6 位,市占率分別達 12.0%/5.1%/3.9%, 長電科技已處于國際第一梯隊,通富微電與華天科技處于國際第二梯隊。若計入 Foundry 廠商,則臺積電封測業務收入可排名第四。分地區來看,OSAT 廠商前十中有 5 家企業來 自中國臺灣,3 家企業來自中國大陸,美國僅有 1 家廠商。近年來,隨著資本并購事件的 不斷
7、發生以及行業競爭加劇,行業集中度呈進一步提升的趨勢。外延并購助力大陸廠商崛起,資本并購或仍將是行業主旋律之一。近年來大陸封測廠商收 購案例時有發生,例如 15 年長電科技收購全球第四大封測廠星科金朋、16 年通富微電收 購 AMD 蘇州、19 年華天科技收購馬來西亞封測廠商 Unisem 等案例,均為相應公司帶來 了技術、規模、市場結構等方面的顯著提升。在國家集成電路產業大基金加持下,大陸封 測廠商通過外延資本并購實現技術協同、市場整合與規模擴張,疊加內源持續高強度資本 支出推進技術研發及產業化,實現了快速崛起。國際市場而言,例如 17 年日月光(ASE) 收購矽品電子、16 年安靠(Amko
8、r)收購 J-Devices 等案例也加速了封測市場巨頭形成與 集中度提升。我們認為,資本并購或仍將是封測行業主旋律之一。1Q16-2Q21營業收入呈現明顯的季節性波動,1Q20-2Q21營業利潤連續六個季度增加。我們觀察到 Q1 通常為封測行業全年營收及營業利潤低點,且通常迎來環比下降,1Q21 主要封測公司營業利潤受全球性封測漲價影響而迎來環比上升。2016/2017/2019/2020 年 封測行業單季度營收在年內均呈現逐季拉升態勢。我們認為逐季拉升態勢主要受消費電子 行業淡旺季影響封測產能安排所致。2Q21 及 1H21 營業利潤同比增速遠高于營收增速主 要系 1H21 全球性封測產能
9、緊張引起的封測產品均價提升所致。此外,16-20 年全球主要 封測公司營業收入增速持續高于當年對應全球封測行業市場規模增速,反應全球封測行業 集中度進一步提升。受益全球性封測行業景氣,全球主要封測公司毛利率連續兩季度上揚(1Q21-2Q21),凈利率連續三季度上揚(4Q20-2Q21),大陸廠商盈利能力逐漸趕超國際龍頭。過去大陸封 測廠商盈利能力較弱,盈利能力受到人工成本和折舊攤銷的侵蝕較為嚴重。隨著資產運營 效率的逐步提升以及規模效應帶來的成本攤薄,中國大陸廠商在毛利率與凈利率端逐步與 日月光、Amkor 等龍頭企業處于同一水平。據我們統計,若按營收對長電科技、華天科技、 通微富電、晶方科技
10、 4 家公司的毛利率及凈利率水平進行加權平均,則毛利率均值從 13.8% (1Q16)升至 21.2%(2Q21),凈利率均值從-1.0%(1Q16)升至 11.1%(2Q21),對 比 2Q21 全球封測龍頭日月光(毛利率:19.5%;凈利率:8.2%)、安靠(毛利率:19.1%; 凈利率:8.8%),大陸廠商盈利能力已逐漸趕超國際龍頭。通過杜邦分析法分析,我們認為資產運營效率為封測廠商構筑核心競爭力的關鍵要素之一,大陸封測廠商總資產周轉率為凈資產收益率(ROE)提升的關鍵。凈資產收益率為衡量公 司股東獲利能力的關鍵指標,杜邦分析法將凈資產收益率拆分為銷售凈利率、總資產周轉 率及權益乘數的乘
11、積,以此來將影響權益收益率的因素分別歸因于盈利能力、資產運營效 率及杠桿運用。大陸封測廠商在銷售利潤率端已經達到行業領先水平;權益乘數端,大陸 封測廠商 20 年加權平均值為 1.99,與行業平均水平相近。總資產周轉率端,大陸封測廠 商與封測行業龍頭公司差距明顯,2020 年長電科技、華天科技、通富微電、晶方科技總 資產周轉率分別為 80.3%、47.4%、57.6%、36.5%,加權平均值為 61.0%,與行業頭部 企業日月光(總資產周轉率 81.8%)、Amkor(總資產周轉率 103.9%)差距明顯。我們認為,通過推進精細化管理、增加產能利用率、設備稼動率等方法持續優化生產銷售管理環節,
12、提高資產運營效率,是封測企業構筑核心競爭力的關鍵要素。國產替代提速背景下中國大陸廠商海外營收占比趨降,海外疫情沖擊大陸廠商海外產線促使海外營收占比呈加速下滑態勢。大陸廠商端,主要封測廠商均在海外有一定產能布局, 例如長電星科金朋、通富檳州、華天 Unisem 等子公司主要產能均位于海外。我們觀察到 在海外疫情反復的背景下,中國大陸主要封測廠海外營收占比呈現加速下滑趨勢,主要封 測廠海外營收占比由 2019 年(疫情前)的 75.0%下降至 1H21 的 61.4%。考慮到國際貿 易形式不確定性影響下的國產替代提速,以及中國大陸 IC 設計及代工板塊蓬勃發展對于 封測行業的協同作用,我們認為主要
13、封測廠海外營收占比或將進一步下降。考慮到海外疫 情緩解后,中國大陸廠商海外產能或得到進一步拉升,我們認為主要封測廠海外營收占比 降速將趨緩。海外疫情反復背景下,大陸主要封測廠商迎來結構性機遇。我們選取長電、通富、華天、晶 方為中國大陸主要封測廠商,日月光、安靠、力成、京元、南茂、頎邦為大陸以外主要封測 廠商,對比疫情前后的單季度營收同比增速發現,大陸封測廠商和大陸以外封測廠商 1Q21 營收同比增速分別為 32.3%/15.1%,2Q21 營收同比增速分別為 29.5%/12.3%。自 1Q20 中 國大陸疫情爆發以來,大陸主要封測廠商單季度營收同比增速于 1Q21 首次超越大陸以外主 要封測
14、廠商。我們認為造成 1H21 大陸及大陸以外主要封測廠商營收增速差異的主因系海外 疫情反復。在海外疫情持續反復的背景下,我們看好大陸封測廠商的結構性機遇。1H21封測代工回顧:業績兌現強勁,A股封測估值承壓1H21全球主要封測廠商迎來強勁業績兌現,2Q21封測板塊營業利潤、毛利率、凈利率均達1Q16起最高水平。我們選取日月光、安靠、長電等 10 個公司作為全球封測板塊標 的公司,全球封測板塊 2Q21 營業收入合計達 624.1 億元(QoQ:+7.3%,YoY: +15.9%),1H21 營收合計達 1205.9 億元(YoY:17.1%)。全球封測板塊 2Q21 營業利潤 合計達 78.0
15、 億元(QoQ:+24.8%,YoY:+59.8%),達到 1Q16 起最高水平。封測板塊 2Q21 凈利率達 10.0%(QoQ:+1.44pct)(以單季度營收加權平均),凈利率水平自 3Q20 起連續三個季度上揚,盈利能力提升明顯。我們觀察到全球主要封測廠商毛利率連續六季 度上揚,2Q21 主要封測廠商毛利率達 20.9%(QoQ:+1.24pct)(以單季度營收加權平均), 達 1Q16 起歷史最高水平。我們認為,1H21 全球主要封測公司業績兌現強勁主要系:1)1H21 需求端拉動全球半導 體行業景氣度走高;2)1H21 全球性封測產能緊缺導致的封測產品價格走高;3)主要封 測公司擴
16、充產能逐步達產,在產能緊張背景下有效助推業績釋放。我們注意到全球主要 OSAT 廠商 22 年彭博一致預期資本支出較 21 年下滑 10.9%,或表明封測行業擴產需求略 有下滑,行業性產能緊缺或于 4Q21 起得到緩解。1H21全球封測板塊估值波動上揚,全球封測行業迎來戴維斯雙擊。我們選取日月光、安 靠、長電等 10 家 OSAT 廠商作為標的并按市值加權,全球封測板塊 1H21 上漲 18.6%, 21 年年初至 9 月 30 日收盤共漲 8.0%;費城半導體指數 1H21 上漲 20.2%,21 年年初至 9 月 30 日收盤共漲 17.0%。1H21半導體產業鏈細分板塊估值逐漸分化,A股
17、封測行業估值一定程度承壓。我們選取 長電科技、通富微電、華天科技、晶方科技 4 家 A 股上市 OSAT 廠商作為標的并按市值加 權,A 股封測板塊 1H21 上漲 6.2%(全球封測板塊同期:+18.6%)。選取韋爾股份等 20 家 A 股上市公司作為 IC 設計板塊標的,選取華潤微等 7 家 A 股上市公司作為代工/IDM 板 塊標的并按市值加權,1H21 IC 設計板塊上漲 27.7%,代工/IDM 板塊上漲 24.6%;盡管 1H21 半導體行業景氣度高企,中國大陸封測行業主要公司業績兌現強勁,但估值相比全 球封測板塊及 A 股 IC 設計和代工/IDM 板塊相比,仍一定程度承壓。我們
18、認為估值承壓主要系:1)市場對封測廠商產能松動時點存在分歧;2)市場對未來封 測產品價格見頂后的業績增量存在分歧。我們認為 2H21 封測行業主要公司業績仍有望受 益于封測產品量價齊升而延續 1H21 強勁勢頭,而先進封裝工藝及新應用端引領的封裝增 量市場將為封測行業中長期增長提供核心動能。把握先進封裝的投資機會手機與PC端客戶齊助力,先進封裝大勢所趨。隨著 5G 時代來臨,高通、聯發科等領先 AP 廠商相繼發布 5G 芯片,蘋果、華為等領先手機廠商也推出自研 5G 芯片。在 5G 手機 內置元件數量增加、對空間利用率要求不斷提高的情況下,SiP、CSP、WLP 等封裝方案 憑借更小體積、更高
19、集成度的優點隨 5G 換機潮而快速普及。PC 領域,英偉達 GPU 產品 采用臺積電的 CoWoS 2.5D 先進封裝技術;AMD 在中高端 CPU/GPU 領域市占率不斷提 升,同時已推出 5nm 制程 Zen-4 架構新產品,對 FCBGA、FCPGA、FCLGA 等倒裝封裝 以及 2.5/3D 等先進封裝需求維持旺盛。我們認為,在 5G 新周期以及先進制程進展放緩之 際,下游客戶對能滿足兼顧復雜性能和微型化的先進封裝需求正在加速釋放。長電先進封裝收入占據主導,通富和華天先進封裝收入比重呈上升趨勢。長電 2020 年先 進封裝銷量占比 54.72%,子公司星科金朋、長電先進、長電韓國和本部
20、江陰廠從事先進 封測業務,加總測算得長電科技 1H21 先進封測收入占封測業務總收入比重達 91.11%, 先進封測占據主導;通富微電先進和傳統封測業務收入較為平均,先進封測業務主要由子 公司通富超微蘇州和通富超微檳城承擔,1H21 合計收入占封測業務收入的 52.27%。通富 采用大客戶為主的戰略,深度綁定 AMD,有望受益其在 CPU/GPU 領域市占率的持續提 升。華天科技先進封裝業務主要由子公司華天南京、華天昆山及 Unisem 承擔,此外,華 天西安也承擔部分先進封裝業務,測算得 1H21 華天科技先進封裝業務占比約 50.65%。先進封裝附加值顯著提升,產品均價約為傳統封裝的14倍
21、。以長電為例,憑借其在晶圓 級封裝、SiP 封裝、2.5/3D 封裝等先進封裝領域的領先地位,先進封裝銷量占比自 2017 年以來逐年增加,先進封裝產品銷售均價也穩定在 0.71 元/顆的水平左右,約為傳統封裝 產品均價 0.05 元/顆的 14 倍左右。根據專注于先進封測的甬矽電子招股書,其 FC、SiP 封裝兩個高端先進封裝產品 2020 年銷售均價分別為 0.44/0.82 元/顆,顯著高于傳統封裝。大陸封測企業在先進封裝技術方面基本與國際先進水平同步。通過積極并購實現技術協同 與持續高強度自主研發,國內封測企業已完成對主要先進封裝工藝的全覆蓋,例如系統級 封裝(SiP)、倒裝封裝(FC
22、)、2.5D/3D 封裝等先進封裝工藝已實現量產。考慮到產業政 策支持、國產替代提速等宏觀催化,疊加持續高強度自主研發、潛在收并購帶來的技術協 同機遇等微觀動能,我們認為大陸封測行業作為芯片設計、制造、封測三大板塊中與國際先進水平差距最小的行業,有望率先完成從“同步”到“引領”的跨越,未來發展可期。長電科技在晶圓級、2.5/3D等封裝技術方面處于行業領先地位。長電擁有創新突破性的晶 圓級 FlexLineTM 制造方法,在不受晶圓直徑約束的同時實現了傳統制造流程無法實現的 供應鏈簡化和成本的顯著降低。2019 年,公司子公司長電先進成功開發了 FI ECP01005 技術,實現了業內最小、最薄
23、的包覆型 WLCSP 封裝。 2.5/3D 封裝技術方面,公司在硅 級別集成領域中,公司為首批在 2.5D 封裝領域擁有成熟 MEOL TSV 集成經驗的封測廠商。通富微電在倒裝封裝、高端處理器封測領域居領先地位。公司 2013 年規模化量產 FC 封 裝技術,2015 年投建實現國內首條 12 英寸 28nm 先進封測全制程(Bumping +CP +FC +FT +SLT)并成功量產。2016 年通過收購 AMD 蘇州及馬來西亞檳城封測廠獲得 FCBGA、 FCPGA、FCLGA 等高端封裝技術和大規模量產平臺。公司深度綁定 AMD,成為世界首 個封測 7nm CPU 的封測廠,目前已實現
24、 5nm 產品的工藝能力和認證。此外,我們注意到中芯長電(盛合晶微)、甬矽電子等未上市的封測企業在先進封裝等細分領域快速發展。據甬矽電子招股書,公司 2020 年營業收入達 7.48 億元,凈利潤 2785 萬元。公司全部產品均為中高端先進封裝形式,封裝產品主要包括 FC、SiP、QFN/DFN、 MEMS 4 大類別,已與恒玄科技、晶晨股份、富瀚微、聯發科等知名 IC 設計廠商建立穩 定的合作關系,2020 年產品綜合良率超 99.9%。據中芯國際 20 年報,中芯長電為中芯國 際與長電科技于 2014 年 11 月合資設立的公司,主要產品為中道凸塊制造及晶圓級封裝, 在晶圓級封裝領域處于國
25、內領先地位。2 后道設備行業:看好國產化投資機會全球封測設備行業:乘先進封裝東風,放量可期封測設備可分為封裝設備及測試設備兩大類。封裝設備方面,與引線鍵合工藝中背面減薄、 晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑密封、切筋成型六大工序相對應,傳統封裝設備按工藝 流程主要分為減薄機、劃片機、貼片機、引線鍵合機、塑封機及切筋成型機。在以凸點焊 (Bumping)代替引線鍵合的先進封裝工藝中,還需用到倒裝機、植球機、回流爐等設備, 例如硅通孔(TSV)等先進封裝工藝中也會用到光刻機、刻蝕機、電鍍機、PVD、CVD 等 半導體制造前道設備。測試過程貫穿半導體制造的全工藝流程,主要分為設計驗證測試、過程控制測試、
26、晶圓檢 測(CP,Circuit Probing)、成品測試(FT,Final Test),其中 CP 測試及 FT 測試發生在 晶圓制造后,屬于半導體制造后道檢測,主要測試設備為測試機、探針臺、分選機。CP 測試主要用到測試機、探針機;FT 測試主要用到測試機、分選機。過程控制測試為晶圓 制造全過程的檢測,主要用到光學顯微鏡、缺陷觀測設備等;設計驗證測試由于為對芯片 樣片的全流程檢測,故需使用上述全部半導體測試設備。SEMI預計21年全球封裝設備市場規模達60.1億美元,測試設備市場規模達75.8億美元,我們看好封測設備市場規模持續拉升。由于 20 年半導體行業景氣度回升,下游封測廠擴 產進
27、度加快,全球封裝設備及測試設備市場規模均同比實現較大幅度增長(封裝設備同比 +34.1%,測試設備同比+19.7%)。據 SEMI 預計,21/22 年封裝設備市場規模將達 60.1/63.9 億美元,分別同比增長 56.1%/6.3%;21/22 年測試設備市場規模將達 75.8/80.3 億美元,分別同比增長 26.1%/5.9%。我們認為先進封裝工藝帶來的設備需求會大幅推動 封裝設備市場規模擴大,伴隨集成電路復雜度提升,后道測試設備市場規模也將穩定提升。全球封裝設備呈現寡頭壟斷格局,ASM Pacific、K&S、Besi、Disco、Towa、Yamada 等公司占據了絕大部分的封裝設
28、備市場,行業高度集中。ASM Pacific 產品覆蓋面最廣, 2020 年封裝設備收入達 8.68 億美元(據公司 2020 年報),按 SEMI 統計的 2020 年 38.5 億美元的封裝市場規模測算,則 ASM Pacific 全球市場占有率達 22.5%,為封裝裝備龍頭。 Disco 在半導體封裝領域主要涉及減薄機、劃片機及切筋成型設備,是后道工藝中減薄機 及劃片機領域的細分龍頭,據 SEMI,2020 年 Disco 在劃片機及減薄機中的市占率分別達 81%、73%。Besi 主要產品為固晶機、貼片機、塑封機等設備,產品譜系較廣;K&S 的優 勢設備主要為鍵合機。全球半導體后道測試
29、設備行業高度集中,測試機市場呈泰瑞達(Teradyne)和愛德萬(Advantest)雙寡頭壟斷局面。據 SEMI,2020 年泰瑞達、愛德萬分別占據全球測試機 市場規模的約 51%/40%,細分來看,泰瑞達、愛德萬分別占 SoC&邏輯測試機市場的約 59%/37%及存儲測試機市場規模的約 32%/51%。探針臺市場也呈雙寡頭壟斷,據 CSA Research,2018 年東京精密(Tokyo Seimitsu)和東京電子(Tokyo Electron)探針臺市 場份額分別為約 46%/27%。分選機競爭格局相對分散,主要企業為科休(Cohu)、愛德萬、 鴻勁精密、長川科技等。據前瞻產業研究院
30、,2018 年,科休、愛德萬、鴻勁精密、長川 科技市占率分別約為 37%/12%/8%/2%。全球主要封裝設備公司季度營收自1Q20起連續六季度環比增加,測試設備公司季度營收自1Q19起連續十季度環比增加,封測設備景氣度高企。我們以 ASM Pacific、Disco、 Besi、K&S 作為全球主要封裝設備公司標的,以愛德萬、泰瑞達、東京精密、科休半導體 及 A 股上市公司長川科技、華峰測控作為全球主要測試設備公司標的,營業收入端, 1Q16-2Q21 全球封裝設備公司季度營收呈現較強的周期性特征,而測試設備公司季度營 收則呈現長周期平穩增長態勢。我們認為封裝設備及測試設備周期性出現分化主要
31、系測試 設備下游應用口徑較廣所致,封裝設備主要采購商為 OSAT 廠商,而后道測試設備除 OSAT 廠商外,Fabless 廠商近年來也逐漸加大自主采購測試機力度。營業利潤端,受先 進封裝工藝帶動高附加值的先進封裝設備需求提升,封裝設備公司 1Q21-2Q21 營業利潤 同比增速分別達 138.5%/124.8%,遠大于測試設備公司對應指標。我們認為先進封裝設備 將成為封裝設備公司業績兌現及盈利提升的主要增量。不同封裝設備公司及不同測試設備公司的毛利率出現分化,主要系不同工藝所用設備技術壁壘及競爭格局不同所致。封裝設備端,Disco 為全球封裝設備中劃片機及晶圓減薄機龍 頭,其毛利率水平長期處
32、于封裝設備公司中領先地位,1Q16-2Q21 單季度毛利率均值約 58%。測試設備端,愛德萬、泰瑞達在附加值較高的測試機中處于雙寡頭壟斷地位, 1Q16-2Q21 單季度毛利率均值約 55%,探針機龍頭東京精密、分選機龍頭科休半導體毛 利率稍低,經我們統計,1Q16-2Q21 單季度毛利率中樞均落在約 39%。1Q16-2Q21測試設備公司毛利率穩定高于封裝設備公司毛利率,但1Q21起,毛利率差異呈收斂態勢。從 1Q16-2Q21 數據來看,平均而言后道測試設備具有比封裝設備更高的 附加值 。2Q21 全球主要測試設備公司毛利率加權均值為 52.7%,而封裝設備公司毛利率 加權均值為 49.8
33、%,我們認為封裝設備與測試設備的毛利率差異逐漸收斂主要系先進封裝 工藝占比提升、先進封裝設備附加值較高所致。我們預計伴隨先進封裝設備在封裝設備中 的占比提升,封裝設備公司毛利率有望進一步拉高。1H21封測設備回顧:業績兌現強勁,估值波動上漲受益下游封測代工廠高強度資本支出,1H21全球封裝設備及測試設備板塊均迎來強勁業績兌現,2Q21全球封裝設備板塊及測試設備板塊營收及營業利潤均創歷史新高。我們選 取 ASM Pacific、K&S 等 4 個公司作為全球封裝設備板塊標的公司,選取愛德萬、泰瑞達 等 6 個公司作為全球測試設備板塊標的公司。全球封裝設備板塊 2Q21 營業收入合計達 17.2
34、億美元(QoQ:+42.2%,YoY:+46.2%),1H21 營收合計達 32.4 億美元(YoY: +46.4%),2Q21 營業利潤合計達 4.73 億美元(QoQ:+32.7%,YoY:+124.8%),1H21 營業利潤合計達 8.30 億美元(YoY:+130.5%)。全球測試設備板塊 2Q21 營業收入合計 達 25.7 億美元(QoQ:+39.7%,YoY:+46.2%),1H21 營收合計達 47.8 億美元(YoY: +34.5%),2Q21 營業利潤合計達 7.56 億美元(QoQ:+34.1%,YoY:+79.8%),1H21 營業利潤合計達 13.20 億美元(YoY
35、:+75.2%)。封裝設備板塊 2Q21 凈利率達 21.8% (QoQ:+2.84pct),毛利率達 49.8%(QoQ:+1.18pct);測試設備板塊 2Q21 凈利率達 24.9%(QoQ:-2.10pct),毛利率達 52.7%(QoQ:+1.41pct)。我們認為,1H21 全球封測設備公司業績兌現強勁主要系全球封測產能緊缺背景下,下游 封測代工廠擴產需求拉動設備需求高漲。我們觀察到主要設備廠商新增訂單規模持續走高, 積壓訂單規模進一步增大。盡管供應鏈緊張持續存在,但在下游訂單規模加持下,主要設 備廠商 2Q 業績表現依然亮眼。全球封裝設備板塊與測試設備板塊1H21呈現波動上漲趨勢
36、。我們選取 ASM Pacific、 Disco、K&S、Besi 4 家公司作為全球封裝設備板塊標的并按市值加權,全球封裝設備板 塊 1H21 上漲 13.4%,21 年初至 9 月 30 日收盤共上漲 2.9%;選取愛德萬、泰瑞達、東京 精密、科休、長川科技、華峰測控 6 家公司作為全球測試設備板塊標的并按市值加權,全 球測試設備板塊 1H21 上漲 20.5%,21 年初至 9 月 30 日收盤共上漲 13.6%。全球封測設 備板塊 1H21 上漲 18.0%,21 年初至 9 月 30 日收盤共上漲 9.8%。把握封測設備國產化機會在中國半導體設備市場21-25年CAGR為25%,中國
37、大陸封測設備國產化率為20%的條 件下,我們預計2025年中國大陸封測設備國產化市場空間為15.82億美元。據 SEMI 數 據,2020 中國大陸半導體設備市場規模達 187.20 億美元,16-20 年 CAGR 為 30.7%, 11-20 年 CAGR 為 17.7%。在下游代工廠商資本支出高企的背景下,我們假設 21-25 年中 國大陸半導體設備市場 CAGR 為 25%。據中國國際采招網數據,2019 年我國封測設備國 產化率約 5%,伴隨長川科技、華峰測控等封測設備廠商多年技術積累及市場培育成果的 逐步兌現,我們假設 2025 年我國封測設備國產化率將達 20%。在上述假設條件下
38、,我們 預計 25 年中國大陸封測設備國產化市場空間約 15.82 億美元。若按 2020 年全球封裝設備 市場規模(38.5 億美元,據 SEMI)與測試設備市場規模(60.1 億美元,據 SEMI)的比 例對封測設備國產化市場規模做拆分,則 2025 年封裝設備國產化市場空間為 6.18 億美元, 測試設備國產化市場空間 9.65 億美元。星星之火可以燎原,中國大陸封裝設備持續取得突破,我們看好封裝設備國產化機遇。經 過多年的技術積累及市場培養,部分中國大陸半導體封裝設備廠商的設計制造能力日漸成 熟。據人民網,2019 年蘇州艾克瑞思研發的扇出型封裝設備已達到或超過國際先進水平。 據集微網
39、,2021 年中電科電子裝備有限公司自主研發的 8 英寸全自動晶圓減薄機產業化 機型已成功進入中國大陸某 8 英寸集成電路產線,公司預計今年底還會交付首臺 12 英寸 全自動晶圓減薄機,解決超薄晶圓加工領域“卡脖子”問題。如塑封機領域的富仕三佳、 切筋成型設備領域的三佳山田、固晶機領域的普萊信智能等公司的技術也日趨成熟。我們 認為,伴隨持續的技術積累及市場培養,未來中國大陸部分封裝設備公司將受益于中國大 陸封測行業的訂單回流而迎來業績高速發展,封裝設備國產化市場未來可期。半導體后道測試設備已實現部分國產替代,后道測試設備有望受益于存儲器國產化等機遇。測試機方面,據華峰測控 20 年報,公司已實
40、現模擬&混合測試機的進口替代,部分 SoC 測試機也已研發完成并交付驗證。此外,我們注意到悅芯科技、御渡科技、江蘇宏泰、武 漢精鴻等一批企業在 SoC 測試機、存儲測試機等領域快速成長,我們看好后道設備新勢 力把握存儲器國產化等機遇快速發展。探針臺方面,中國大陸主要企業為長川科技、森美 協爾、深圳矽電等,整體處于第二梯隊,正在縮小與國際先進廠商的技術差距。據 Techweb,森美協爾科技在 21 年 3 月推出中國大陸首款晶圓級 A12 全自動探針臺,我國 探針臺部分產品已邁入國際先進行列。分選機方面,據長川科技 20 年報,公司在例如平 移式分選機等細分設備中已達國際一流水平。我們認為,伴隨
41、持續的技術積累與市場培養, 在海外疫情對海外供應鏈沖擊及中國大陸大循環背景下,測試設備國產化進程有望進一步 提速,國產化市場空間廣闊。3 先進封裝:技術路線及下游市場簡介市場規模:2019年全球290億美元,20-25 CAGR6.6%,25年占比49.7%摩爾定律指集成電路上容納的晶體管數目約每 18 個月便會增加一倍,但隨著晶體管特征 尺寸縮小到 10nm 以下,量子隧穿效應導致漏電愈發嚴重,基于摩爾定律的芯片研發和制 造成本也會呈幾何倍數增加,摩爾定律延續遇到瓶頸。業界提出深度摩爾(More Moore)、 超越摩爾(More than Moore)與新器件(Beyond CMOS),其
42、中超越摩爾指不單通過進 一步縮小晶體管尺寸來達到摩爾定律,而是通過電路設計優化或先進封裝工藝實現。先進封裝市場規模增速顯著高于傳統封裝,我們預計21-26年中國大陸先進封裝市場規模CAGR將達18.0%。全球來看,據 Yole 預計,全球先進封裝市場規模將由 2019 年的約 290 億美元攀升至 2025 年的約 420 億美元,20-25 年 CAGR 約為 6.6%,2025 先進封裝 占比達到 49.7%。據中國產業信息網數據,中國大陸先進封裝市場規模占大陸封測市場比 例由 2017 年的 11.3%上升至 2020 年的 13.1%。 對比全球平均水平,我國先進封裝市場 份額占比仍處
43、低位,產業升級空間廣闊。通過統計長電、通富、華天等主要封測廠商 20- 21 年募投擴產項目,我們觀察到大陸主要封測廠商先進封裝產業化布局或已迎來提速,預 計先進封裝市場規模占比將加速提升。17-20 年先進封裝占比共提升 1.8pct,我們預計 21-26 年先進封裝占比將以每三年約+3.5pct 的速度加速提升,預計 2026 年中國大陸先進 封裝市場規模占比將達 20%,結合前瞻產業研究院對 2026 年我國封裝市場規模的預測 (4429 億元),我們預計 2026 年中國先進封裝市場規模將達到 885.8 億元,預計 21-26 年先進封裝市場規模 CAGR 將達 18.0%。我們認為
44、先進封裝工藝將成為引領中國大陸封測行業增長的核心動能。先進封裝是先進連接技術、操作單元、封裝思路等的交錯與聚合。我們以 1)倒裝封裝 (Flip-Chip)、2) 晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)及 3) 系統級封裝(SiP)這三種具 有代表性的先進封裝工藝為例,介紹發展趨勢。技術路線1:倒裝封裝(Flip-chip)倒裝并不是一種特定的封裝工藝,而是一種芯片與基板的連接技術。倒裝封裝工藝由 IBM 于上世紀 60 年代研發出來,近年來隨著消費電子產品的迅速發展與產品性能需求的迅速 提升而應用廣泛。傳統的引線鍵合方式中,芯片通過金屬線鍵合與基板連接,此種封裝工 藝封裝出的芯片面積較大,逐漸不能
45、滿足智能設備的小型化需求。倒裝芯片工藝是指在芯 片的 I/O 焊盤上直接沉積,或通過 RDL 布線后沉積凸塊(Bump),然后將芯片翻轉進行加 熱,使熔融的焊料與基板或框架相結合,芯片電氣面朝下。倒裝封裝工藝可細分為FCBGA(倒裝芯片球柵格陣列封裝)和倒裝芯片尺寸封裝(FCCSP)兩種工藝,倒裝球柵格陣列封裝(FCBGA)在倒裝封裝(FC)中擁有最高的市場份額。由于使用小球而非針腳焊接,此項工藝解決了電磁兼容與電磁干擾問題,可以 承受較高的頻率;I/O 密度高,可有效減少封裝面積;倒裝封裝的形式可使芯片背面直接 接觸空氣,提升芯片散熱能力。由于上述優勢,倒裝球柵格陣列封裝被廣泛應用于筆記本
46、電腦、高性能計算(HPC)、AI 等領域。據 Yole 數據,倒裝球柵格陣列封裝(FCBGA) 2020 年市場規模約為 100 億美元,預計到 2025 年市場規模增長至 120 億美元,21-25 年 市場規模 CAGR 約為 3.7%。先進封裝的應用場景:5G射頻芯片、消費電子、HPC倒裝芯片尺寸封裝(FCCSP)收入端,日月光位居首席,大陸廠商未來可期。據 Yole 數 據,2020 年在倒裝芯片級封裝領域中,中國臺灣廠商日月光以營收端 23%的市占率位居第一, 其次為三星和安靠(Amkor),市占率分別為 14%和 10%。大陸廠商長電科技、華天科技、 通富微電分別位列第四、五、六位
47、,市占率分別為 8%、4%、3%。若除去 IDM 廠商三星, 只統計 OSAT 廠商,則上述三家大陸廠商市占率分別位列第三、四、五位。在半導體產業 鏈的國產化替代大潮中,大陸廠商有望進一步提升倒裝芯片級封裝(FCCSP)市場份額。技術路線3:系統級封裝(SiP)晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)是將芯片尺寸封裝(CSP)和晶圓級封裝(WLP)融合為一體的新型封裝技術。對比傳統封裝將晶圓切割成單個芯片后再進行封裝,晶圓級封裝 具有明顯的成本優勢。芯片尺寸分裝(CSP)是指封裝面積與芯片面積之比小于 1.2:1 的 技術,可有效促進電路的微型化。所以,晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)可明顯縮小 IC
48、 尺寸,大幅提升信息傳輸速度,有效降低雜訊干擾幾率。據晶方科技招股書,晶圓級芯片 尺寸封裝的產品比方形扁平式封裝(QFP)產品小 75%、重量輕 85%,比球柵格陣列封 裝(BGA)尺寸小 50%、重量輕 40%。按技術類型分,晶圓級芯片尺寸封裝可分為扇入型晶圓級封裝(FIWLP)和扇出型晶圓級封裝(FOWLP)。傳統的晶圓級封裝多采用扇入型結構(FI),主要應用于 I/O 引腳數量較 少的集成電路芯片。隨著消費終端對電子產品性能要求的不斷提高,以及光刻機和芯片制 造技術的持續推進,28nm 及以下的工藝制程逐漸成為主流,扇入型封裝已經不能完成在 其芯片面積內的多層再布線和凸點陣列排布,扇出型
49、晶圓級封裝(FOWLP)應運而生。 扇出型封裝突破了 I/O 引出端數目的限制,在原尺寸內部無法全部排布所需 I/O 口數量時, 通過特殊的填充材料,人為擴大芯片的封裝尺寸,并在整個封裝范圍上走線和排布 I/O。】。扇出型晶圓級封裝(FOWLP)為晶圓級封裝下最具成長性工藝,由于相較于FIWLP可提供更多的I/O數目,FOWLP在計算芯片等復雜度較高的集成電路中表現強勁。由于目前 芯片制造工藝節點大多還在 28nm 及以上,I/O 數量相對較少,可以用扇入型晶圓級封裝 (FIWLP)及倒裝封裝(FC)方式解決,隨著未來芯片復雜程度的提升及制程的縮減,扇 出型晶圓級封裝為大勢所趨。目前,扇出型晶
50、圓級封裝廣泛應用于智能手機及 PC 端微處 理器等終端。據 Yole 數據,扇出型晶圓級封裝市場規模預計將從 2019 年的 12.56 億美元 增長至 2025 年的 30.46 億美元,2020-2025 年 CAGR 達 15.9%。考慮到消費電子高度集 成化需求勢不可擋,疊加 FOWLP 工藝進一步成熟后有望在汽車電子、軍工電子、高算力 AI 等潛在領域大規模應用,我們認為 FOWLP 為晶圓級封裝下最具成長性工藝。臺積電集成扇出型封裝(InFO)工藝全球領先,大陸廠商市占率有望進一步提升。據 Yole 數據,2020 年扇出型晶圓級封裝(FOWLP)全球市場規模達 14.75 億美元
51、,同比增 長 17.44%,其中臺積電市場占有率最高,達到 66.9%,其次依次為日月光、長電科技、 安靠(Amkor),市占率分別達 20%、5.1%、3%。目前長電科技、華天科技、通富微電、 晶方科技等大陸廠商已開發出較為成熟的扇出型封裝方案,隨著持續的研發投入及資本擴 張,預計大陸廠商在扇出型封裝中的市占率將進一步擴大。技術路線3:系統級封裝(SiP)系統級封裝(SiP)并不是某項具體工藝,而是通過并行或堆疊的方式將多種不同功能的芯片一起進行封裝的解決方案。根據國際半導體路線組織(ITRS)的定義:SiP 為將多個具有 不同功能的有源電子元件與可選無源器件,以及諸如 MEMS 或者光學器
52、件等其他器件優先 組裝到一起,實現一定功能的單個標準封裝件,形成一個系統或者子系統。由于系統級分裝 可顯著減小封裝體積,實現更復雜的功能,故其被視為實現超越摩爾定律的重要路徑。通過 堆疊實現 Z 軸方向上的三維集成和信號聯通是系統級封裝重要的技術方向,典型技術有 3D 堆疊(3D-stacking)、硅通孔技術(TSV)、小芯片封裝技術(Chiplet)等。堆疊可進一步提 升封裝密度,改善信號傳輸速度,降低功耗,但技術難度大,堆疊、穿孔等關鍵技術的成熟 度和豐富度仍待提升。將芯片在3D空間進行封裝是SiP乃至先進封裝工藝發展的趨勢,3D封裝及Chiplet封裝為系統級封裝的代表性工藝。3D 堆
53、疊技術是指通過堆疊或過孔互連等工藝,使不同功能 的芯片或結構在 Z 軸方向上形成立體集成、信號連通及封裝的技術。Chiplet 模式是通過 die-to-die 內部互聯技術將多個模塊芯片與底層基礎芯片封裝在一起,構成多功能的異構 SiPs 芯片的模式。臺積電于 21 年 8 月 23 日的 Hot Chips 大會中表示,其先進封裝技術將 沿著 3D 封裝思維,從 InFO(集成扇出型封裝)和 CoWoS(Chip-on-Wafer-onSubstrate)變為 SoIC(小外形集成電路封裝)和 InFO、CoWoS 相結合,預計將于 2035 年前實現 1m 以內的 SoIC 互連。由于S
54、iP在異構集成方面的優勢,強調輕便型與功能性結合的消費電子為其最大應用領域。據 Yole 數據,2020 年全球系統級封裝市場約為 140 億美元,按下游應用領域細分,消費 電子以約 119 億美元的市場規模及約 85%的市場占比,占據系統級分裝下游應用領域最高 的市場份額。其次為通訊基礎設施領域及汽車電子領域,市場規模分別約為 12 億美元、8 億美元。預計 2026 年系統級分裝市場規模將超過 190 億美元,2021-2026 年市場規模 CAGR 將大于 5%。細分市場來看,消費電子、通訊基礎設施、汽車電子系統級分裝市場規 模將分別達到約 157 億美元、19 億美元、13 億美元,2021-2026 年市場規模 CAGR 預計 分別為 5%、8%、10%。2.5D/3D封裝可較大提升封裝密度、縮小封裝尺寸,其廣泛應用于HPC等應用終端。據 麥姆斯咨詢援引 Yole 數據,2.5D/3D 封裝市場規模將從 2018 年的 17.58 億美元增長至 2023 年的 57.49 億美元,19-23 年 CAGR 達 26.7%,遠高于其他先進封裝工藝市場規模 增速。按下游應用領域進行拆分,
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