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半导体之细分市场:IC封测的投资机遇

编者按:当前,中国经济进入调结构转型关键期,过去的钢筋水泥无法带来自主产业发展的主导权,中兴缺芯之痛,让国人不禁唏嘘,偌大的国家,居然连所有人都在使用的芯片都造不出来。与近邻韩国相比,我们在半导体行业落后了30年,80年代的韩国重金砸研发,搞出了存储器芯片,这两年经济复苏,存储器芯片价格翻番涨,韩国人从我们身上赚取了百亿美金利润,还有高通、博通、英特尔他们。每年,我们进口的芯片价值2000亿美金,和进口石油的规模差不多,这每年的2000亿美金进口额,是中国现代化的耻辱,是我们“钢筋水泥”粗放式发展的带来的苦果。

庆幸,政府与产业界人士已然决心改变现状。大基金二期已经成立,国内半导体产业正焕发出从未有之勃勃生机。半导体领域的创新创业正如火如荼展开,是挑战也是机遇。

值难得的历史性投资机遇之际,有幸与各位分享半导体的“那点事”。

半导体行业根据不同的产品分类主要包括集成电路、分立器件、光电子器件和传感器等四个大类,广泛应用于工业、军事和民用电子设备等重要领域。

其中,集成电路为整个半导体产业的核心,因为其技术的复杂性,产业结构具备高度专业化的特征,可细分为集成电路设计、集成电路制造及封装测试三个子行业。

由于市场对于微型化、更强功能性及热电性能改善的需求提升,半导体封测技术的精密度、复杂度和定制性继续增强。该趋势导致众多集成电路制造商将封测业务外包给专门的封测外包企业,不仅有利于提升产品品质,同时还可以降低此资本密集度较高行业的资本支出。许多集成电路制造商还将封测外包企业作为获得封测新设计和先进互连技术的主要来源,同时借此降低内部研发成本,所以市场对于封测外包企业的技术和质量要求也越来越高。

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封测行业基本情况

1.1 全球半导体发展概况以及国内市场规模

据世界半导体贸易统计协会(“WSTS”)的报告,2018 年全球半导体市场销售收入 4,688 亿美元,同比增长 13.7%,其中集成电路市场同比增长 14.6%,存储器芯片市场同比增长 27.4%。受半导体景气周期影响,同时随着存储器芯片市场的供需关系渐趋于合理,预计 2019 年全球半导体市场销售收入将下降 3.0%,集成电路销售收入将下降 4.1%。

根据中国半导体行业协会统计数据,2018 年我国集成电路设计业、制造业以及封测业都实现了快速的增长。2018 年,集成电路设计业实现销售收入2,519.3 亿元,同比增长21.49%,制造业实现销售收入 1,818.2 亿元,同比增长25.56%,封测业实现销售收入 2,193.9 亿元,同比增长16.09%,全行业合计实现销售收入6,531.4 亿元,同比增长20.69%。

集成电路设计业占我国集成电路产业总产值的比例已经达到38%,制造占比27%,封测占比33%。

1.2 未来 7 年我国封测行业增速约为全球的2倍,达到12%

2018 年我国封测行业增速达到16%,封装测试业占我国集成电路产业总销售收入的33%。而全球增速仅为 4%。按照芯片类型的不同,芯片封测又可以分为存储芯片封测和逻辑芯片封测,我们预计未来 7 年逻辑封测行业的复合成长率可以达到12%,约为全球逻辑封测行业的 2 倍。

我国的逻辑封装测试产业自给率从2018 年 42%提升至 2025 年的 52%左右,占全球市场份额将从 2018 年的 22%提升至 2025 年的 32%左右。

1.3 全球市场竞争格局

2017年,日月光并购矽品,两家合计占有全球30%的市场份额,我国的长电科技也通过并购星科金朋成为全球市占率13%的第三大封测企业。

1.4 集成电路封装技术演进与趋势

集成电路封装技术的演进主要为了符合终端系统产品的需求,为配合系统产品多任务、小体积的发展趋势,集成电路封装技术的演进方向即为高密度、高脚位、薄型化、小型化。集成电路封装封装技术的发展可分为四个阶段,第一阶段:插孔原件时代;第二阶段:表面贴装时代;第三阶段:面积阵列封装时代;第四阶段:高密度系统级封装时代。目前,全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期,FC、QFN、 BGA 和 WLCSP 等主要封装技术进行大规模生产,部分产品已开始在向第四阶段发展。

随着物联网进程的加速以及各种智能可穿戴设备进一步向小型化和多功能化发展,要求芯片尺寸越来越小, 同时芯片种类越来越多, 输入输出引脚数也大幅增加。各类先进封装如 3D 封装,硅穿孔 (TSV, Through Silicon Via), 扇形封装 (Fan-out wafer level packaging), 晶圆封装细间距键合 (Wafer on wafer fine-pitch bonding),系统封装 (Sip) 等技术的发展成为继续延续摩尔定律的最佳选择。

封测行业已经由原来成本驱动的发展向技术驱动的发展方向演进,而先进封装领域成为各大封测厂商争相布局的战略高地。从国际咨询机构 Yole Development 公布的数据来看,2017 年全球先进封装市场规模接近 250 亿美金,相较于全球 530 亿的封测产值来看,占比已经接近 50%。

按照不同技术平台的份额增长情况来看,占比最大的芯片倒装 FC(Flip Chip)封测产值占比最高,规模约为 210 亿美金,未来的行业增速为 7%,扇入型封装(Fan-in)增速与 FC 相近。未来增速较快的领域主要是扇出型(Fan-out)和硅通孔(TSV)两种封装技术,虽然目前占比不高,但是从增速来看前者在未来 6 年的增速是15%,后者增速高达 29%。

在先进封装市场核心的厂商主要集中在中国台湾地区和美国,封测龙头日月光/矽品合计占据 19.3%,英特尔 Intel 在先进封装领域份额占比居第二位,约为 12.4%,国内封测龙头长电科技收购星科金朋以后跃居第三位,市占率为 7.8%。

1.5、封测行业的驱动力:SIP 和 fan-out

1)SIP:物联网和存储器芯片推动封测产业进步的动力

全球半导体制造工艺已经快接近二极管的物理极限,最先进的工艺制程为7nm,由于投入巨大,从制造端解决芯片性能进一步提升变得越来越昂贵。从芯片封装环节出发,系统级封装技术 SIP 通过将不同功能的芯片例如逻辑芯片,存储器 memory,被动元器件 IPD,射频 RF 和传感器等芯片封装在一个模组可以降低芯片体积,提升芯片性能同时降低功耗。

物联网 IOT(Internet of things)是推动 SIP 封装技术发展的重要应用场景,可穿戴设备是系统级封装技术未来极具应用潜力的领域,Apple Watch 中指纹辨识感测器, 3D 脸部辨识感测器, WiFi 无线网路等功能模块被封装在一起,就是利用日月光的系统封装(SiP)模组技术,成功地将集成电路,分立器件, 光学器件, 记忆体, 多层陶瓷电容器, 片形电阻器整合到轻薄短小的基板, 而其信息不会互相干扰,我们认为苹果在系统封装的应用上至少领先竞争者一到两年。

按照不同应用需求和产品的复杂性,系统级封装 SiP 的类型可以分为包含多个主动和被动元件的 2D 模组和更复杂的 3D 模组,例如系统内封装 PiP(Package-in-Package),系统上封装PoP (Package-on-Package)和2.5D/3D 封装技术。作为3D封装技术的代表 硅通孔技术TSV 在3D NANDFLASH 闪存存储器封装和DRAM内存存储器封装领域未来有较大的应用。

存储器已经成为国内半导体领域最具增长潜力的子版块,两大存储器项目长江存储(NAND FLASH)和合肥长鑫(DRAM)即将在 2020 年量产,届时对于国内具有先进封装技术的厂商无疑是巨大的增长机遇。

2)Fan-out:5G 芯片时代封测技术大不同

步入 5G 时代,为了获得更高的数据量传输速率和带宽容量,必须采取更高频率的电磁波作为传输介质,而且波长更短进入毫米波级别。5G 时代主流的两个频率 Sub-6G Hz 频段和 28GHz 的毫米波频段,由于频率提高以后,波长下降带来的结果是天线更短,因此天线在 5G 芯片时代有望被集成到芯片中简化设计并且能够降低成本。下一代 5G 芯片可能采用的封装技术有两类:有基板的芯片上天线封装 AiP(Antenna in Package)和无载板的扇出型封装 Fan-out。

由于第二种扇出型封装方案不需要基板,可以在整合多芯片的基础上进一步降低成本和缩小芯片体积,所以扇出型封装技术 Fan-out 有望成为 5G 芯片封装的主流技术。

在具备 fan-out 封装技术的厂商中,晶圆代工龙头台积电 TSMC 领先优势比较明显,台湾地区的日月光和力成在面板级扇出型封装领域也具有多年的技术积累。在中国大陆封测厂商中,长电科技在收购金科新朋之后获得了 fan-out封装技术上的领先优势,而华天科技近期也在这个领域积极布局。11 月 27 日华天科技公告旗下昆山厂与江苏微远芯微系统技术有限公司合作开发的毫米波雷达芯片硅基扇出型封装获得成功,产品封装良率大于 98%,目前已进入小批量生产阶段。

在汽车中的各个电子模块采用的封装技术不同,其中在汽车电子中的毫米波雷达芯片的封装将会大量采用 Fan-out 封装技术,国内封测厂长电科技收购星科金朋之后获得了 eWLB 封装技术,成为在毫米波雷达领域布局较早的封测厂商之一,华天科技在近期取得技术突破之后有望向该领域发力。

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重点上市公司情况

2.1 长电科技(600584)

1)公司简介

公司的主营业务为集成电路、分立器件的封装与测试以及分立器件的芯片设计、制造;为海 内外客户提供涵盖封装设计、焊锡凸块、针探、组装、测试、配送等一整套半导体封装测试解决 方案。公司主要经营模式为根据客户要求提供专业的集成电路、分立器件封装测试服务以及根据市 场需求情况自行加工销售分立器件封装测试产品。

公司于2015年通过收购新加坡星科金朋从而一跃成为全球封测行业第三,并获得了星科金朋的众多海外用户,业务拓展到全球市场。

2016年星科金朋贡献收入为78亿,占公司当年收入的比例为40.8%,2017年星科金朋贡献收入78亿元,占公司收入比例为32.7%。

公司目前在新加坡、韩国、中国江阴、滁州、宿迁均设有分工明确、各具技术特色和竞争优势的生产基地。

公司亮点1:国家大基金入驻

2018年3月14日,长电科技拟增发2亿7197万股,募集配套资金40.5亿。定增完成后,产业基金,芯电半导体,新潮集团成为公司的前三大股东,持股比例分别为19%,14.28%,11.31%。

公司亮点2:规模国内第一,全球第三

根据 IC Insights 报告,2017 年,长电科技销售收入在全球集成电路前 10 大委外封测厂排名第三。全球前二十大半导体公司 80%均已成为公司客户。

公司亮点3:掌握Fan-out eWLB等先进封装技术

目前公司产品主要有 QFN/DFN、BGA/LGA、FCBGA/LGA、FCOL、SiP、WLCSP、Bumping、MEMS、Fan-outeWLB、POP、PiP 及传统封装 SOP、SOT、DIP、TO 等多个系列。产品主要应用于计算机、 网络通讯、消费电子及智能移动终端、工业自动化控制、电源管理、汽车电子等电子整机和智能化领域。

2) 长电科技财务情况

2018年公司收入预计维持5%-10%的增长,利润按照公司业绩预告亏损9.5亿元,扣非亏损13亿元。亏损原因是大幅计提了应收款减值准备。

2.2 华天科技(002185)

1)公司简介

华天科技主要从事半导体集成电路、MEMS传感器、半导体元器件的封装测试业务。目前公司集成电路封装产品主要有DIP/SDIP、SOT、SOP、SSOP、TSSOP/ETSSOP、QFP/TQFP、QFN/DFN、BGA/LGA、FC、MCM(MCP) 、SIP 、WLP 、TSV、 Bumping 、MEMS等多个系列,产品主要应用于计算机、网络通讯、消费电子及智能移动终端、物联网、工业自动化控制、汽车电子等电子整机和智能化领域。

公司目前的主要工厂分布在甘肃天水,陕西西安和苏州昆山三地, 2017 年天水厂贡献营收 35 亿,占比约为 50%,华天西安厂营收超过 26 亿,占比约为37%,苏州昆山厂则贡献 7.88 亿营收,占比约为 11%。

从各个业务线的营收增速来看,增长最快的是西安厂,最近三年的增速都在30%以上,天水厂由于业务以成熟封装工艺为主,所以增长较为稳定。昆山厂的增速下滑明显,2017年公司从前一年的24%的增速下滑至 11%,2018 年中甚至出现亏损,主要原因是bumping产品价格下跌50%,产能利用率低(60-70%),折旧较大。

西安厂:未来有望替代天水厂成为新的营收支柱

华天科技西安厂在 2011 年正式投入运营,次年实现扭亏转盈之后就开启了高速增长阶段,2012-2017 年间营收复合增速高达 62%,2017年营收占比37%。过去 5 年净利润复合增速高达60%,利润占比从最初2012年的17%增长至 2017年的41%,成为公司重要的利润贡献核心。

目前西安厂封装技术定位非常清晰,聚焦在倒装 FC,BGA 和 LGA 等高端封装技术,当前核心产品包括射频功率放大器(PA),指纹芯片,MCU、NOR FLASH 闪存芯片(兆易、武汉新芯)和微机电系统(MEMS)。

昆山厂

华天科技昆山厂前身为昆山西钛微电子科技有限公司,成立于 2008 年 6月,作为全球领先的晶圆级封装企业,拥有三大支撑项目:晶圆级芯片封装 TSV、晶圆级光学镜头 WLO 和晶圆级摄像模组 WLC。

目前公司已经持有昆山厂93%的股权,不过昆山厂过去 5 年的营收增速都是偏低的,从2012-2017年营收复合增速只有4%,净利润也是一直维持在3000万左右的水平。

昆山厂为晶圆级封装主阵地,以硅通孔TSV、凸块封装 bumping 和扇出型封装 fan-out 等先进封装技术为主,主要封装产品包括安防和车用影像传感芯片(CIS),手机的指纹芯片和汽车毫米波雷达芯片的封装。目前昆山厂拥有 TSV 产能 23k 片/月, bumping 产能 40k 片/月,不过 bumping 产能利用率较低,fan-out 也在产能和良率爬坡阶段。

南京厂

正在建设的华天南京厂有望成为公司未来 5-10 年的最重要的战略布局。

2018年7月公司宣布投资 80 亿元在在南京投资新建集成电路先进封测产业基地—华天南京厂,成为继天水,西安和昆山之后的公司又一重大布局。整个项目分三期建设,全部项目计划不晚于 2028 年 12 月 31 日建成运营。目前第一期项目还在厂房设计阶段,按照集成电路项目一般 1 年半左右的建设周期,预计在 2020 年中有望开始投产运营。

从封装产品来看,公司公告南京厂主要进行存储器、MEMS、人工智能等集成电路产品的封装测试。长三角地区是国内集成电路产业最成熟的区域,不仅紫光集团在南京布局 NAND FLASH 闪存存储器项目,而且全球晶圆代工龙头台积电也在南京建厂,未来南京有望成为全球集成电路产业的又一重镇。

2)  华天科技财务情况

2018年公司公告2018 年受到行业景气度下滑的影响,公司实现营收71亿,同比增长1.45%,实现属于母公司股东的净利润达到 3.87 亿,同比下滑22%。

2019年第一季度,公司业绩预告显示净利持续下滑,预计Q1净利润下滑60%-90%,对应区间为 813万元-3252万元。

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关注中国半导体崛起机遇下的投资机会

目前中国集中力量发展的是半导体领域中的制造业,晶圆代工厂这一块,我们占全球的比例仅11%,全年进口规模在2000亿美金左右。国内以及海外知名公司陆续在华建厂,作为半导体下游领域的封测行业,迎来比较确定的发展机遇。

国内重点晶圆代工厂产能建设情况:

· 2019-04-28 21:17  本新闻来源自:全球半导体观察,版权归原创方所有

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