中金 | 半导体制造系列:先进封装扮演更重要角色

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后摩尔时代,芯片制造面临物理极限与经济效益边际提升双重挑战,先进封装在提高芯片集成度、电气连接以及性能的优化的过程中扮演了更重要角色,产业链各环节受益于此轮技术革新。根据Yole测算,全球先进封装市场规模预计从2020年的300亿美元增至2026年的475亿美元,CAGR为8%。


摘要

先进封装延伸行业定义,龙头封测厂商率先布局加固壁垒。相比传统封装,新形式正快速改写封测行业以低门槛、低单价竞争为主,同质化程度高的行业特征。随着IDM(垂直整合制造商)和晶圆厂入局,前、中道工艺的渗透不断提升先进封装技术壁垒。此轮技术革新由头部厂家带动,龙头封测厂凭借资金实力和技术积累率先布局,我们认为其优势有望在产能提升后进一步放大。

芯片封装设计重要性提升。先进封装突出了芯片器件之间的集成与互联,设计厂商在芯片开发初始阶段就需要考虑到含封装在内、整个系统层级设计和优化。考虑到先进封装带来更多的诸如散热、机械机构等设计要点,EDA工具服务范围得到拓展。Chiplet(芯粒)带来硅片级别IP复用的新商机,我们认为IP厂商将充分受益。

国内中道设备材料已具备竞争实力,后道仍有较大国产替代空间。在设备端,封测产业虽然是我国半导体产业链中最成熟的环节,但后道封装和测试设备、封装材料的国产化率仍然较低,仍有较大替代空间。而随着中道制造的快速发展,国内前道设备制造商已顺利进入头部客户的产线并已形成较强竞争力。

风险

先进封装技术研发不达预期;下游需求不达预期;行业竞争加剧。



正文

投资摘要

2026年全球先进封装市场规模可达475亿美元,2020-2026年CAGR 8%

随着全球数字化普及,芯片总数量的增加使得封装行业总体价值量增厚,消费电子、汽车及工业领域对数据传输速度和总量要求有较大提升,先进封装需求提升。据Yole Development测算,2020年全球先进封装市场规模已达300亿美元,预计2026年可达475亿美元,CAGR为8%,2026年先进封装将超过封装总市场规模的50%。具体来看,2020年倒装、3D堆叠、扇出型封装市场规模分别为247/20/12亿美元,各占约80%/6%/5%,Yole预计到2026年细分市场规模分别达340/66/30亿美元,其中,3D堆叠、扇出型市场规模增速最高,2020-2026年CAGR分别达22%/16%。

►3D堆叠3D堆叠有效解决了性能与功耗的取舍问题,可以实现大带宽、低功耗传输,因此广泛应用于人工智能、机器学习、高性能计算、数据中心、CIS和3D NAND领域中。

►扇出型封装可以为芯片提供了更多I/O接口,因此能满足更多数据连接通道。在数字化、智能化程度的驱动下,扇出型封装能够满足移动和消费领域快速增长的数据传输需求。同样地,扇出型封装亦能满足汽车智能驾驶算力提升对数据传输提出的需求。

图表:先进封装占总封装市场规模之比有望在2026年超过50%

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

图表:2020-2026年全球先进封装总市场及细分领域市场规模

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

半导体全产业链都将受益于先进封装带来的技术革新

►制造端:先进封装使封装的定义得以延伸,前道工序的采用也使得先进封装技术壁垒不断提升,在后道工序中的作用愈发重要。先进封装已成为封测代工行业继续立足的必争之地。此轮技术革新由头部厂家带动,头部封测代工厂商与IDM、晶圆厂主导的寡头局面或成行业新格局,率先布局先进封装才有资格参与下一步的份额竞争,我们认为其先入优势有望在产能提升后进一步放大。

►设计端:传统形式中相对独立的芯片设计与封装设计之间联系愈发紧密,先进封装使得EDA工具应用向系统设计延伸。SiP、Chiplet、3D-IC等封装形式建立了一个多芯片、元器件环境,芯片设计师需要在一开始就考虑到整个系统层级的设计和优化,也需要一套能够使整个团队都能参与设计的EDA工具平台。我们认为,IP厂商也将充分受益于硅片级别IP复用—Chiplet(芯粒)带来的新商机。

►设备端、材料端:1)目前,国内前道设备制造商已进入头部客户的产线并已形成较强竞争力。然而,封测产业虽然是我国半导体产业链中最成熟的环节,但后道封装和测试设备的国产化率仍然较低,我们认为仍需关注后道封装测试设备的国产化进程。2)此外,中道工艺对光刻胶、CMP相关材料的需求也在不断上升。虽然先进封装对引线框架和键合丝线的需求较小,但长期来看,我们认为,如QFN、TO等传统封装形式发展至今规模化生产水平已较高,仍具备成本优势,市场规模有望维持稳定增长。

图表:先进封装产业链概览

资料来源:万得资讯,中金公司研究部

摩尔定律面临双重挑战,芯片性能和空间仍是关键

摩尔定律或受到物理极限与经济性双重挑战

过去半个多世纪半导体制造行业一直遵循着摩尔定律(Moore's law)的轨迹高速发展:集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍。如今最先进的半导体制程已经达到5nm,借助于EUV光刻等先进技术,头部公司还在向3nm甚至更小的节点演进。与芯片制程缩小对应,封装的引脚间距也在不断缩小,接口密度不断提升。

图表:芯片先进制程与封装精度或在逼近物理极限

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

物理极限或将制约芯片制程发展,摩尔定律成长速度放缓。当芯片制程发展到10nm时,晶体管栅氧化层的厚度只相当于十个原子的直径,量子效应作用显著。以量子隧穿效应为例,由于微观粒子的波动性,势垒将无法有效阻隔电子穿透,造成的漏电使得晶体管的效应难以控制。工艺制程持续微缩过程中,物理极限或将制约摩尔定律指导下的工艺制程进步。

经济效益降低,先进制程硬件成本高企。晶体管的尺寸微缩使得通过增加晶体管数量提升性能的系统级芯片(System on Chip,SoC)成为可能,然而生产这些先进制程芯片的成本大幅增加,除了单片的制造成本以外,在开发阶段也需要投入大量的研发成本,包括芯片设计、设备折旧、材料损耗等一次性支出。对芯片制造商而言,是日益加重的研发费用、资本开支负担,以及低良率导致的低经济效益;相应的,对芯片设计商而言,是日益增长的大规模集成电路设计成本、流片成本,以及技术不确定性带来的产品上市时间滞后。

性能与空间的博弈,仍是集成电路发展的核心

关于集成电路行业的发展主要有两个主流方向,延续摩尔定律(More Moore)和超越摩尔定律(More than Moore)。延续摩尔定律主要指是在晶体管缩放技术上进一步探索,例如采用FinFET(鳍式场效应管)、GAA(Gate-All-Around, 环绕式栅极)等工艺。超越摩尔定律则是寻求更多样性的功能实现方法,例如算法优化、系统设计优化、新材料以及制造方法等。为了实现系统效率最大化,芯片绕不开PPA(性能、功耗、面积)的评价体系,因此不管是延续摩尔定律还是超越摩尔定律,最终的落脚点仍是在有限的空间中实现更强的性能和更低的功耗。

先进封装是超越摩尔定律方向中一条重要赛道,它能提供更好的兼容性和更高的连接密度,使得系统集成度的提高不再局限于同一颗芯片。具体来看,先进封装的优势在于1)优化连接方式,实现更高密度的集成;2)更容易地实现异构集成,即在同一个封装内集成不同材料、线宽的半导体芯片和器件,从而充分利用不同种类芯片的新能优势以及成熟制程的成本优势。

先进封装为芯片的功能拓展增加了可能性

传统封装技术本身对芯片的功能并不会产生实质变化。封装主要起到三个功能:1)保护:保护封装内的芯片,防止其受到灰尘、水汽等的破坏;2)嵌套:通过对芯片进行封装放大物理尺寸,便于安装到后续PCB板级别的系统上;3)连接:通过封装对IO口进行定义和布置,实现芯片与外界的通讯。

与传统封装相比,先进封装给芯片的功能拓展增加了可能性。1)功能密度的提升:先进封装在功能相同的情况下,可以减少空间占用;2)缩短互连长度:传统封装中,引线穿过外壳和引脚需要数十毫米甚至更长,延时和功耗都比较可观,先进封装将互联长度从毫米级缩短至微米级,使得性能和功耗都得以提升;3)实现系统重构:电子系统的构建亦可以在芯片级基板级进行,在封装内部即可实现所谓系统级封装[1]。

从历史上看,较为通行的封装技术分类的标准是按照芯片与基板的连接方式进行划分,已经经历了三代更新:通孔插装时代、表面贴装时代和面积阵列封装时代。目前,全球半导体封装以QFN和BGA等第三代成熟技术为主流,随着芯片在算速与算力上的需求同步提升,封装技术正式进入第四代,即堆叠封装时代,集成化程度大大提高。

图表:半导体行业封装技术迭代历程

资料来源:《基于SiP技术的微系统》,中金公司研究部

图表:传统封装与先进封装功能对比

资料来源:《基于SiP技术的微系统》,中金公司研究部

点、层结合,新连接赋能新封装形式

先进封装技术的发展趋势可以分解为3个分向量:1)功能多样化:封装对象从最初的单裸片向多裸片发展,一个封装下可能有多种不同功能的裸片;2)连接多样化:封装下的内部互连技术不断多样化,从凸块(Bumping)到嵌入式互连,连接的密度不断提升;3)堆叠多样化:器件排列已经从平面逐渐走向立体,通过组合不同的互连方式构建丰富的堆叠拓扑。先进封装技术的发展延伸和拓展了封装的概念,从晶圆到系统均可用“封装”描述集成化的处理工艺。

图表:先进封装技术的发展趋势

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

点:Bumping(凸块),迈向先进封装第一步

Bumping工艺的雏形是倒装芯片所需的焊球,而倒装芯片一定程度上替代了引线键合,为此后产生的多种封装形式提供了基础。具体而言,倒装(Flip-Chip, FC)是将芯片通过焊球直接与封装基板上的接口进行连接,因芯片直接覆盖在基板上而得名。相比传统引线键合封装,倒装有三点优势:1)在功效比上,可以减少引线带来的寄生电容,有利于提高频率、改善热效应;2)在经济性上,倒装工艺相对简单,成本相对较低;3)在空间上,倒装可减小封装体积,使得封装成品得以与芯片尺寸相当,实现芯片尺寸封装(Chip-Size Packaging,CSP)。

Bumping的制造过程与前道晶圆制造步骤相似,涉及光刻、薄膜沉积、溅镀等工艺,但工艺特征尺寸较小,相对晶圆制造来说较为简单,其加上Bumping在产业链中的位置介于前道晶圆制造和后道封装测试之间,因而被称作“中道”制造。随着高密度芯片需求的不断扩大带来倒装需求的增长,Bumping的需求将不断提升。目前国内主要封测厂商如长电科技(长电先进)、通富微电华天科技(华天昆山)、晶方科技等都已具备Bumping制造能力。

图表:凸块工艺流程

资料来源:华进半导体官网,中金公司研究部

点:TSV(硅通孔)实现立体集成

TSV(Through Silicon Via, 硅通孔)主要用于立体封装,在垂直方向上为芯片起到电气延伸和互连的作用。按照集成类型的不同TSV分为2.5D和3D,2.5D通孔位于中介层,而3D通孔贯穿芯片本身,直接连接上下层芯片。直接互联上下两片结构相同的芯片能够实现大带宽、低时延的数据传输,一定程度上消除了芯片外存储器件总线速度慢、功耗高的缺点。这一特性与存储器行业的需求不谋而合,因此TSV大量应用于高端Flash和DRAM堆叠中。因此,就存储器而言,TSV已从封装技术变为整颗芯片制造过程中的重要组成部分。

图表:TSV的主要应用场景

资料来源:SK Hynix,中金公司研究部

层:RDL(重布线层)助力晶圆级封装

RDL(Re-distributed layer)主要为2D平面上的芯片电气延伸与互连提供媒介。芯片的I/O触点通常分布在边沿或者四周,直接进行芯片倒装会因缺少引线或引线过于密集而导致连接受限,RDL则可将这些触点重新布局到占位更为宽松的区域,并形成面阵列排布,以此减少后续的封装或表面贴装的难度。

RDL的优势主要有3点,1)芯片设计者可以通过对RDL的设计代替一部分芯片内部线路的设计,从而降低设计成本;2)采用RDL能够支持更多的引脚数量;3)采用RDL可以使I/O触点间距更灵活、凸点面积更大,从而使基板与元件之间的应力更小、元件可靠性更高。

图表:RDL结构示意图

资料来源:《SiP与先进封装技术》,中金公司研究部

RDL在WLP(Wafer Level Package,晶圆级封装)和立体堆叠封装中有广泛的应用。根据重布凸点的位置,RDL可分为扇入型(Fan-In)和扇出型(Fan-Out)。扇入型封装是将线路集中在芯片内部,主要用于低I/O节点数量和较小裸片工艺中;扇出型封装技术采用在芯片尺寸以外的区域做I/O接点布线设计以提高I/O接点的数量。

图表:扇入型晶圆级封装与扇出型晶圆封装示意图

资料来源:SK Hynix,中金公司研究部

层:Interposer(中介层),堆叠封装的连接平台

Interposer是封装中多芯片模块或电路板传递电信号的一层平台,通过引线/凸块/TSV实现电气连接。中介层可以由硅和有机材料制成,充当多颗裸片和电路板之间的桥梁,完成异质集成封装。Interposer具有较高的细间距I/O密度和TSV形成能力,在2.5D和3D IC芯片封装中扮演着关键角色。与RDL用于单颗芯片的重布线不同的是,Interposer主要用于连接多颗芯片与下方基板。

图表:TSV与中介层构成2.5D IC


资料来源:《SiP与先进封装技术》,中金公司研究部

主流先进封装形式介绍

WLP(晶圆级封装)

晶圆级封装与传统封装不同点在于切割晶圆与封装的先后顺序。传统封装工艺步骤中,封装要在裸片切割分片后进行,而晶圆级封装是先进行封装再切割。晶圆级封装能明显缩小芯片封装后的大小,契合了消费类移动设备,尤其是手机,对于内部高密度空间的需求;此外还能提升了数据传输的速度与稳定性。

图表:晶圆级封装流程示意图


资料来源:SK Hynix,中金公司研究部

图表:晶圆级封装在智能手机中的应用

资料来源:Yole   Development,中金公司研究部

3D IC(立体封装)

3D IC的初期型态是在封装级别依靠传统互连方法(键合/倒装)实现垂直堆叠。与2.5D不同的是,3D通常含有芯片或器件之间的堆叠。在高性能计算芯片中,通过3D堆叠技术可以扩大内存芯片的容量、提升传输带宽,同时由于堆叠中引线的减少,大大降低了消芯片中因数据传输造成的不必要的能量损耗,因此采用TSV工艺的3D IC大量运用于存储器(SRAM、DRAM、Flash)、GPU、CPU中。

图表:2.5D IC与3D IC堆叠方式示意图

资料来源:Semiconductor Engineering,中金公司研究部

Chiplet(芯粒)

Chiplet是将单颗SOC芯片的各功能区分解成多颗独立的芯片,并通过封装重新组成一个完整的系统。与SoC芯片相比,采用Chiplet模式的优势有:1)单颗芯片面积较小,可提高制造良率;2)可实现异构集成。

Chiplet的本质是硅片级别的IP复用。IP指芯片中特定的功能模块,可以直接移植到设计和制造中。通常来说,IP分为软、固、硬三类,对应VHDL硬件设计语言、门级网表、掩膜三种形态。Chiplet的出现,使得特定功能的IP不再局限于上述三种类型的交易、使用、制造,也可以通过直接购买晶圆进行封装和测试,让IP有了第四种形态,硅片。芯片设计公司可以按模块根据性价比选择所需工艺制程(包括第三方芯片),在研发上也可以减少重复支出,从而实现更好的成本控制和更快的上市时间(Time to market)。

图表:以AMD霄龙系列芯片为例,Chiplet同时承担功能拆分和异构集成的作用

资料来源:AMD官网,中金公司研究部

Chiplet还拥有较大的成本优势。Chiplet的成本优势主要体现在两方面:1)异质集成允许在一部分功能模块使用成熟制程,而只在与性能高度相关的部分使用先进制程,从而降低整体成本;2)相同制程下,1块面积为S、包含T颗晶体管的裸片成本远高于N块面积S/N、包含T/N颗晶体管的裸片成本之和,此外,面积的减小也随之带来裸片良率的提升,进一步减少成本[2]。以AMD为例,采用了Chiplet技术的第2代霄龙EPYC处理器仅有核/缓存裸片(Core Cache Die,CCD)使用7nm制程,而专门用来处理跨片传输的IO Die则采用了12nm制程。若以64核第2代EPYC处理器的成本为基准,将第2代霄龙EPYC处理器各芯片的成本与对应单晶芯片的理论成本进行标准化对比,Chiplet成本几乎可降低一半。

图表:AMD指出理论上达到相同性能单颗7nm芯片标准化后的成本远高于12nm与7nm Chiplet集成

资料来源:AMD官网,中金公司研究部

图表:AMD霄龙处理器第一、第二代性能对比

资料来源:AMD官网,中金公司研究部
注:SPEC提供标准化性能评估,int针对整数运算性能,fp针对浮点运算性能

目前在Chiplet领域已有成熟产品的主要是AMD英特尔,其中,AMD产品化进度较快。AMD专注于高性能芯片的设计与销售,晶圆制造和封测主要交由台积电通富微电。2019年起,AMD从Zen 2架构开始采用Chiplet技术,基于Zen 2架构的产品(锐龙Ryzen 3000/4000系列、霄龙EPYC 2代在单/多核处理能力上均有很大提升,能耗比(Power efficiency)改善明显。2021年6月,AMD发布了最新的3D Chiplet技术,展示的Ryzen 5000系列概念芯片在如游戏类应用场景中实现了约15%的性能提升。

图表:AMD – Chiplet从出现到走向立体化

资料来源:AMD官网,中金公司研究部

英特尔在Chiplet上的优势主要在于封装层面互连技术积累较为完整。基于IDM的制造优势,英特尔开发了EMIB和Foveros两种封装技术,分别对应横向和纵向之间的连接。英特尔在实际产品上的应用进展相对较缓,目前较为成熟的产品种仅FPGA芯片Stratix 10采用了EMIB支持的Chiplet技术。2021年架构日,发布了Chiplet在处理器上的首次应用,服务器级处理器Xeon(至强),最高可通过整合4颗14核Chiplet实现56核同等性能,持续的投入代表了英特尔对Chiplet技术的肯定。

图表:英特尔 – 对Chiplet片间传输有完整的封装互连技术

资料来源:英特尔官网,《SiP与先进封装技术》,中金公司研究部

Chiplet给全产业链提供了新的发展机遇:1)芯片设计企业能够通过利用“硅片级IP”减少流片费用,降低芯片设计门槛;2)IP授权商有升级为Chiplet供应商的机会,从而提升IP的价值并有效降低芯片客户的设计成本;3)芯片制造与封装环节标准化程度大大提升,能够通过增设定制化服务以Chiplet取代传统ASIC模式,降低生产验证周期,提升晶圆厂和封装厂的产线利用率;4)标准与生态方面,我们认为Chiplet的普及将提高全产业链的标准化程度,有望建立起可互操作的组件、协议和软件生态。

SiP(系统级封装)

SiP也可与SoC芯片相对应,SiP与SoC的本质区别在于功能分块的实现方式不同。SoC芯片是从设计角度出发,将系统所需的功能区高度集中到一颗芯片上,功能的实现通过IP核实现;而SiP是从封装的角度出发实现功能分区和系统集成。具体来看,SiP是将多个具有不同功能的有源电子元件(通常是裸芯片)、无源器件及其他器件(MEMS或光学器件等)构成一个系统或子系统,并将多个系统组装到一个封装体内部,使其成为一个可以实现一定功能的单体封装件。从连接方式上看,倒装、扇出型和嵌入式(Embedded Die)是实现SiP的三条常见技术路线。

图表:SiP的实现需以先进封装工艺为基础

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

SiP能够很好兼顾性能与空间,具有较高灵活性。SiP可以实现终端电子产品的轻薄短小、多功能、低功耗等特性要求,同时封装级别元件的集成相比于Chiplet和SoC有更高的灵活性。以Apple Watch S4为例,SiP技术使其封装面积从94.6mm2减小37%至59.94mm2(根据Yole)。因此,SiP在消费电子、可穿戴设备等轻巧型产品中大量应用。

图表:采用SiP封装的蜂窝网版Apple Watch S4相较于采用独立封装的非蜂窝网版面积减少了37%

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

据Yole测算,2026年SiP封装市场有望从2020年的140亿美元增长至2026年的190亿美元,CAGR超过5%,其中消费电子市场规模最大,2020年为119亿美元,预计2026年增长至157亿美元;受益于汽车行业电动化、网联化、智能化、共享化发展,汽车电子SiP市场规模将从2020年的8亿美元增长至2026年的13亿美元,CAGR为10%。

图表:SiP市场有望在2026年增长至190亿美元

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

SiP现有商业模式下产业链分工较为明显,但存在潜在OSAT SiP和晶圆厂SiP模式。这两种模式形成有两方面原因:1)集成不同的功能模块是SiP技术的核心特征,一定程度上构成了对传统模组组装技术的替代,因此现有的OSAT厂商通过SiP能够向后延伸发展基板和EMS业务;2)SiP的实现需以先进封装技术为基础,部分先进封装技术本身对于前道工艺也有一定要求,Yole认为晶圆厂也有望向后延伸发展OSAT和基材业务的可能。

图表:SiP商业模式的潜在发展趋势

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

先进封装重要性提升,半导体全产业链迎来发展机遇

前后道头部厂家纷纷抢滩,先进封装成必争之地

半导体行业已经基本实现分工精细化,产业链主要由设计、生产、封测等环节构成。先进封装推动前后道工艺相互渗透融合分化出“中道”概念,也预示了行业新模式的可能:具有较高技术壁垒和技术积累的厂商会向上下游工序延伸。

头部厂商率先布局或将形成强者恒强局面。先进封装技术对芯片制造专业知识要求较高,新工艺的开发通常伴随大额资本开支,头部厂商凭借技术积累和资金实力可率先实现研发,紧跟技术发展,并逐步利用规模效应开拓市场。我们认为,先进封装推动封测行业技术壁垒不断提升,仅少数头部厂商能够承担研发与量产成本,行业强者恒强的格局可能进一步分,由此可能引发新的兼并收购,导致全球封测市场集中度进一步提升。

图表:前后道工艺融合,“中道”制造崛起

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

先进封装市场需求较大,头部厂商凭借各自优势入局,成为先进封装行业的主力军,其中,前道主要有英特尔、三星、台积电,后道主要有日月光、安靠、长电科技通富微电、华天科技等。

►台积电:3D Fabric平台充分发挥前道制造优势

2012年台积电在与赛灵思合作推出Virtex-7 HT系列FPGA的过程中(由4颗28nm FPGA芯片并排安装在硅中介层)便开发了TSV、μBump及RDL技术,并将这一系列技术命名为CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)[3]。随后公司研发出InFO封装,大幅降低了封装体积[4]。2018年,台积电又公布了系统整合单芯片(SoIC)技术,标志着台积电已具备直接为客户生产3D IC的能力。

图表:台积电3D Fabric技术构成

资料来源:TSMC Technology Symposium 2021,中金公司研究部

►英特尔:从EMIB到Foveros,意在实现“全方位互连”

英特尔作为IDM代表性企业,在先进封装领域也不断推陈出新,先进封装也是英特尔IDM2.0计划的关键点之一。2017年英特尔推出的EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge 嵌入式多核心互联桥接)是其推进先进封装的重要一步。EMIB封装技术可以根据需要将CPU、IO、GPU甚至FPGA、AI等芯片封装到一起,能够把10nm、14nm、22nm等多种不同工艺的芯片封装在一起做成单一芯片,适应灵活的业务的需求。2019年,英特尔推出Foveros技术,开始将芯片竖直堆叠,进行横向和纵向之间的互连,一定意义上实现了3D堆叠。紧接着,在2019年的SEMICON West上,英特尔又发布了Co-EMIB、ODI和MDIO等技术。

图表:英特尔先进封装技术发展过程

资料来源:英特尔官网,中金公司研究部

►三星:立足存储器,从FO到2.5D&3D

除了在存储器中大量使用堆叠封装技术外,三星在高性能计算芯片上也正大力发展先进封装技术。三星分别于2018年、2020年推出了I-Cube(2.5D)、X-Cube(3D)两种封装技术。其中,I-Cube作为异质整合技术,可将一个或多个逻辑芯片(如CPU、GPU等)和多个存储芯片(如HBM)整合连接在中介层顶部,该项技术已使用到百度昆仑XPU并已量产,标志着三星晶圆制造业务领域已从移动设备扩展到数据中心;X-Cube则是使用TSV技术在逻辑芯片上堆叠存储器芯片。2021年5月,在I-Cube2的基础上,三星又推出了I-Cube4(集成4个HBM),旨在充分挖掘高性能计算机、AI、5G、云以及大型数据中心市场。

图表:三星I-Cube(2D)与X-Cube(3D)示意图

资料来源:三星官网,中金公司研究部

封测代工头部集中效应强,国内龙头先进封装技术已基本覆盖

从营收规模上看,OSAT头部集中效应明显。2020年前5和前10名企业营收总和分别占前25名总营收的69%/83%,相较于2019年的68%/82%进一步提升。

图表:2020年OSAT营收前25名厂商

资料来源:Yole Development,中金公司研究部

来源:中金点睛

 $通富微电(SZ002156)$   $华天科技(SZ002185)$   $科技ETF(SH515000)$  

【A股顶级科技ETF特别提示丨科技ETF :515000】

▶ 关键词:“电力值”MAX,成长性UP+,科创新成员

6月15日, “A股纳斯达克”科技ETF(515000)标的指数——中证科技龙头指数(CSI931087)再次调仓升级~

本次调仓共纳入16只新成份股,合计总市值7627亿,平均市值476亿元;而剔除成份股的合计总市值17068亿元,平均市值1066亿元。与以往不同,本次调仓剔除了6只目前市值在1000亿以上的股票,纳入股票多为千亿市值以下的股票,成长性显著增加。

科技龙头指数调仓明细[火箭]

数据来源:中证指数官网,截至2020.6.11

【 “电力值”MAX,电子配置比例再次上升】

本次调整后电子行业成份股达到22只,持仓权重由49.4%增至54.7%。计算机行业、通信行业成份股数量不变,计算机权重由18.9%上升至19.3%,通信行业权重由5.7%上升至7.1%。医药生物成份股数量减少1只,权重从26%下降至19%。


数据来源:中证指数官网,调仓日期为2021.6.15

注:表格中调整前数据截至2021.6.11;调整后数据截至2021.6.15

电子行业仍处于快速成长期。随着下游市场消费电子、汽车电子、工业电子等多个行业的高速发展以及新能源汽车、物联网、新能源等新兴领域的兴起,我国电子元件及电子专用材料制造的需求迅速扩大,带动行业的快速发展。数据显示,2020年中国电子元件及电子专用材料制造行业收入21485.2亿元,同比增长11.30%。

2020年电子行业实现归母净利润1105.34亿元,同比增长39.18%。2021年一季度,归母净利润同比增速153.29%。中短期来看,迎来5G超级换机周期,预计存量用户将在1-3年内更换新机,电子强周期延续,市场普遍看好明年电子产业链投资机会!

★ “果链三兄弟”独留歌尔,立讯精密蓝思科技掉队被调出

一般我们会将歌尔股份立讯精密蓝思科技并称为“果链三兄弟”。此次指数调仓,三兄弟将暂时分离一段时间了,歌尔股份仍为成份股,立讯精密蓝思科技被剔除。

为何三兄弟独留歌尔股份?从近半年的股价表现或可见端倪。截至6月11日,歌尔股份自年初以来涨幅已为正,立讯精密蓝思科技仍在爬坡。而从3月25日大盘反弹以来,歌尔股份涨幅已超50%,大幅超越其他两只表现。

虽然立讯精密蓝思科技被调出,但苹果产业链仍维持高景气度。苹果计划在2021年上半年将iPhone产量提升30%,达到9600万部,这对A股果链来说意味着新的机会。有券商就指出,继续看好iPhone新机销售动能对iPhone产业链龙头标的业绩的拉动,苹果链龙头也将强者恒强。

★面板双龙京东方A、TCL科技聚首

京东方A与TCL科技作为面板行业里的龙一和龙二,经常并排出现。此次,随着TCL科技的调入,两大面板龙头终于在科技ETF(515000)标的指数科技龙头聚首,且均为前十大成份股。

 ❤TCL科技

TCL集团创立于1981年,2004年1月在深交所主板上市,38年以来TCL一直坚守实业,在持续变革创新中突出竞争优势。2018年底,TCL集团启动了以专业化经营为核心的重组,转型为聚焦半导体显示及材料业务的科技创新产业集团。旗下TCL华星是全球半导体显示行业的引领者,旗下有2条8.5代面板生产线,2条11代超大型、商用显示生产线,1条6代LTPS面板生产线和1条AMOLED生产线,目前55吋电视面板市占率居全球第1位,LTPS手机面板市占率提升至全球第2位,AMOLED即将量产。

 京东方A

作为液晶面板龙头,京东方A始终持续整合优质资源以巩固自身在LCD面板领域的优势,同时通过持续研发和技术创新提升在OLED、Mini-LED等新兴显示领域的实力以确保长期竞争力,此外公司还向物联网方向发力,传感器及解决方案、智慧系统创新创及智慧医工事业等多个事业群获得了较快发展。

作为两市营收最大的半导体企业,京东方看似“庞杂”的业务线,其实蕴藏着基于半导体行业发展基本规律的同心圆扩张,其核心是半导体。

梳理京东方近28年来的发展之路,可以梳理出其“起承转合”的脉络:

1、起·电子管起家:1993年,濒临倒闭的北京电子管厂进行股份改制,创建北京东方电子集团有限公司;

2、承·布局LCD:2003年,收购韩国现代电子TFT-LCD业务,标志着京东方的TFT-LCD事业的战略布局正式全面启动;

3、转·布局OLED:2016年,公司最大单笔投资AMOLED生产线顺利封顶,标志着公司全面布局AMOLED柔性显示市场;

4、合·布局IoT:以半导体显示技术为核心,以产业发展的基本能力为圆心,向外扩张到H和S事业部。

自此,京东方基于半导体全领域的版图已经形成:京东方=半导体显示(LCD)+半导体显示(OLED)+半导体显示的智慧端口。

★ 国产替代“芯”任务。芯片股一直是这几次调仓的重点,此次甚至还新纳入了一只科创板的芯片股——华润微

 华润微——国产功率半导体龙头

华润微是目前中国本土少有的具备较强芯片设计、晶圆制造及封装测试全产业链一体化能力的半导体企业,主要产品聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域,服务于消费、工业、汽车等广泛市场的优质下游客户。1Q21公司收入及归母净利润同比增速达到47.92%/251.85%,毛利率升至31.5%,创历史新高。

这两年在外部打压下,“芯片缺货”一直是科技行业的热门话题,2019年我国芯片的进口金额为3040亿美元,远超排名第二的原油进口额,侧面说明了在芯片领域实现国产替代的重要性和迫切性。

十四五规划就提出集中攻克“卡脖子”领域技术,加快制造业转型升级。加大在基础研究、前沿科技领域研究和存在瓶颈的技术攻坚方面的投入(例如芯片半导体等),2035年远景目标中第一项就强调“关键核心技术实现重大突破”。而且国家对芯片的相关支持政策已经在路上,近日四部门联合下发了《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》。自2021年1月1日起,集成电路产业新的免税政策将正式执行,此举无疑将加快我国集成电路产业的发展。

【新成份股高度契合“十四五规划”】

从16只新成份股所属概念板块看,基本上“半导体、5G、新基建、芯片、创新药、区块链”等关键词比较多,而这些概念也契合十四五规划。十四五规划提出未来要瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

数据截至2021.6.15

【个股选不准?ETF是更好的工具!】

科技主题未来确定性较强,但个股不确定性较大,投资某一家科技股风险很大,大家不妨通过持有一篮子股票来有效分散风险。

科技ETF(515000)及其联接基金(A份额代码007873/C份额代码007874)作为A股科技行情风向标,跟踪的指数是中证科技龙头指数(931087.CSI),该指数由沪深两市中电子、计算机、通信、生物科技四大科技领域中规模大、市占率高、成长能力强、研发投入多的前50只龙头科技公司股票组成,以反映沪深两市科技行业内龙头公司股票的整体表现,集中代表了A股科技核心资产

习惯场内交易的投资者,直接在交易软件输入515000即可买入,每手仅需180元左右,免去卖出股票收取千分之一的高额印花税,投资更高效。无场内证券账户的投资者可在网上代销平台7*24申赎科技ETF(515000)联接基金的A类份额和C类份额,最低10元即可买入,便捷高效。

 【科技ETF(515000)成份股一览】

重点提示:左持科技,右持医疗,A股行情双龙头;守正银行,出奇券商,金融作战胜负手;拳打波动,脚踢回撤,调整防御靠债基!

丨科技ETF(515000)/ 医疗ETF(512170)/ 券商ETF(512000)/ 银行ETF(512800)/电子ETF(515260)/ 化工ETF(516020)/ 食品ETF(515710)/ 智能制造ETF(516800)/ 金科ETF(159851)/ 消费龙头LOF(501090)ESG基金LOF(501086) A股龙头争霸

 科技ETF联接A(007873)券商ETF联接A(006098)/医疗ETF联接A(162412)低费率人气长线定投工具

 科技ETF联接C(007874)券商ETF联接C(007531)/医疗ETF联接C(012323)持有7日享零交易费率短线交易工具

银行ETF联接A(240019)低费率人气长线定投工具 / 银行ETF联接C(006697)持有30日享零交易费率短线交易工具

丨医疗ETF(512170)14亿人健康刚需 !一键投资50只医疗龙头股!

丨电子ETF(515260)中国芯,电子造!上交所首只电子ETF,一键投资50只电子龙头股!

丨智能制造ETF(516800)助力碳中和,新工业龙头!国内首只智能制造ETF,一指揽尽中国“智”造新龙头!

丨化工ETF(516020)造化有神工,扶摇趁东风!国内首批化工ETF,荟聚化工行业龙头企业

丨金科ETF(159851)金融卓越力量,科技革命势力!国内首只金融科技ETF,不止于数字货币

丨食品ETF(515710)14亿人吃喝大生意,舌尖上的ETF!国内首只食品ETF,一基打包食品饮料龙头股!

丨ESG基金LOF(501086)精准把握碳中和“基”遇!国内首只MSCI增强型ESG基金,紧跟碳中和大势!

消费龙头LOF(501090)消费复苏,指选龙头!一基投资50只消费龙头A股

丨五星长牛债基华宝宝康债A(240003),连续7年正收益 / 短债超新星华宝中短债A(006947)。专攻债券,不投股票。

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@蛋卷基金 @今日话题

风险提示:科技龙头指数成立于2012年6月29日,该指数的历史业绩是根据该指数目前的成份股结构模拟回测而来。其指数成份股可能会发生变化,其回测历史业绩不预示指数未来表现。任何在本文出现的信息(包括但不限于个股、评论、预测、图表、指标、理论、任何形式的表述等)均只作为参考,投资人须对任何自主决定的投资行为负责。另,本文中的任何观点、分析及预测不构成对阅读者任何形式的投资建议,本公司亦不对因使用本文内容所引发的直接或间接损失负任何责任。基金投资有风险,基金的过往业绩并不代表其未来表现,投资需谨慎。货币基金投资不等同于银行存款,不保证一定盈利,也不保证最低收益。