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长电科技:封测行业不再单纯以集成度尺寸论英雄

第一财经 2022-08-12 09:52:29

作者:李娜    责编:胡军华

近十年来,半导体产业链已进入后摩尔定律时代,芯片制造的竞争方向,已经不再单纯地只以线宽线距和集成度的尺寸论英雄,而是更多地考虑如何提升系统的性能以及如何在整个微系统上提升集成度。因此,芯片成品制造对整个半导体产业链发挥着越来越重要的作用。

后摩尔时代,随着5G、人工智能和物联网等新兴科技和应用的加速普及,集成电路的封测技术从先进封装到芯片成品制造的产业升级趋势日趋明显。

作为封测行业的龙头企业,江苏长电科技股份有限公司(以下简称“长电科技”)近日宣布,实现4纳米(nm)工艺制程手机芯片的封装,以及CPU、GPU和射频芯片的集成封装。这意味着长电科技在先进封测技术领域又取得新的突破。

对于未来封测企业还将有哪些机遇?中国的封测产业将如何发展?长电科技股份近日接受第一财经采访时表示,近十年来,半导体产业链已进入后摩尔定律时代,芯片制造的竞争方向,已经不再单纯地只以线宽线距和集成度的尺寸论英雄,而是更多地考虑如何提升系统的性能以及如何在整个微系统上提升集成度。因此,芯片成品制造对整个半导体产业链发挥着越来越重要的作用。

封测行业进入变革期

封测行业作为本土半导体产业链最为成熟的环节,在过去两年经历了高增长阶段。

根据中国半导体行业协会数据,2021年国内集成电路产业销售额10458.3亿元,同比增长18.2%,其中设计、制造、封测环节的销售额分别为4519亿、3176.3亿、2763亿元,封测环节收入占比约26%。

中国大陆占据全球前十大外包封测厂三席的分别是第三的长电科技、第六的通富微电(002156.SZ)和第七的华天科技(002185.SZ)。

根据财报数据显示,长电科技在2021全年实现营业收入人民币305.0亿元,同比增长15.3%,营业收入再创历年新高。全年实现净利润达人民币29.6亿元,创历年同期新高。

对于增长,长电科技首席执行长郑力认为,随着封测发展到芯片成品制造阶段,封装测试在产业链中的价值将被重新认知,并推动集成电路生态的多方协同发展,为公司带来新的发展机遇。

从行业对封测的定义来看,芯片裸片被生产出来之后,需要封入一个密闭空间内同时引出相应的引脚,完成之后才能作为一个基本的元器件使用,这道工序即封装。进入到2000年左右,基于系统产品不断多功能化的需求,同时也由于CSP封装、积层式多层基板技术的引进,集成电路封测产业从传统封装迈入三维叠层封装(3D)即先进封装时代。

而在2.5/3D集成技术领域,长电科技在过去几年一直积极推动传统封装技术的突破,这也是其实现高增长的原因之一。

长电科技方面对记者表示,长电率先在晶圆级封装、倒装芯片互连、硅通孔 (TSV) 等领域中采用多种创新集成技术,以开发差异化的解决方案,去年7月推出了XDFOI™全系列极高密度扇出型封装解决方案,该技术是一种面向小芯片(Chiplet)的极高密度,多扇出型封装高密度异构集成解决方案,包括2D/2.5D/3D 集成技术,能够为客户提供从常规密度到极高密度,从极小尺寸到极大尺寸的一站式服务。

“从大趋势来看,不管是传统的封测产业,还是相关的晶圆厂以及设计公司,大家都已达成共识。”长电科技CEO郑力认为,单纯的晶圆制造技术,已经无法满足整个产业的要求,需要通过封装技术,提升芯片的密度,同时也提升芯片互联的密度,从而实现半导体集成电路产业未来的颠覆性技术发展。

换言之,芯片成品制造技术正从以前的“封”和“装”逐渐演化为以“密集”和“互连”为基础特征的先进封测,成为推动集成电路产业持续高速发展不可或缺的技术支持。而随着后摩尔时代的到来,业内从业者正在考虑如何提升系统的性能以及如何在整个微系统上提升集成度,集成电路封测环节的创新能力和价值越来越强,异构集成的先进封装也愈加受重视。

先进封装成趋势

在5G、AI等技术驱动下,芯片尺寸越来越小,先进封装也成为各大封测厂的必争之地。

过去,传统封测属于劳动密集型行业,封测价格较低,先进封装技术难度更高,价格也更高。以长电科技为例,先进封装均价是传统封装均价10倍以上,且差距持续扩大。

长电科技方面对记者表示,先进封装已成为长电科技的主要收入来源和重要的盈利增长点,包括系统级封装,倒装与晶圆级封装等类型。当前,长电科技技术研发实力已跻身全球封测行业的一流水平。

此外,长电还布局了高集成度的晶圆级 WLP、2.5D / 3D、系统级(SiP)封装技术和高性能的 Flip Chip和引线互联封装技术,产品服务涵盖了主流集成电路系统应用,包括网络通讯、移动终端、高性能计算、车载电子、大数据存储、人工智能与物联网、工业智造等领域。

目前,长电在中国、韩国及新加坡拥有两大研发中心和六大集成电路成品生产基地。

研发投入以及专利也是长电在先进封测技术上的支撑。通过智慧芽全球专利数据库检索可知,目前上市公司长电科技及其关联公司目前共有2225件专利申请,其中1494件由“长电科技”进行申请。

根据智慧芽TFFI科创力评估平台显示,江苏长电科技股份有限公司在电子核心产业中的科创能力评级为A级。进一队对该公司1494件专利进行分析可知,其中发明专利占比约为37.2%。从技术主题上来看,长电科技的专利布局主要聚焦于封装结构、散热块、塑封体等相关领域。

在全球布局上,长电科技当前共有77件专利布局于海外,其中美国市场布局的数量较多,共19件,此外还在日本、德国等地进行了专利布局。此外,从专利被引用的维度看,长电科技的全部专利累计被引用1571次,引用该公司专利的申请人主体既有英飞凌、华为、OPPO、京东方等企业,也有北京工业大学等高校。

值得注意的是,长电科技在7月22日对外宣布实现4纳米(nm)工艺制程手机芯片的封装,以及CPU、GPU和射频芯片的集成封装。

4纳米芯片是5纳米之后、3纳米之前最先进的硅节点技术,也是导入小芯片(Chiplet)封装的一部分。作为集成电路领域的顶尖科技产品之一,4纳米芯片可被应用于智能手机、5G通信、人工智能、自动驾驶,以及包括GPU、CPU、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等产品在内的高性能计算(HPC)领域。

据集微咨询数据显示,目前四大龙头企业先进封装产值占中国全部封装产值的30.5%。而随着新产线的完成,产能占比将进一步扩大。

整体来看,长电科技作为国内封测龙头,在先进封装领域仍走在前列。2021年,公司还出资5亿美元在江阴设立生产型全资子公司长电微电子(江阴)有限公司,用于扩大高端先进产能。

通富微电、华天科技也在加大产能建设力度,华天科技2021年也定增募资超50亿元用于扩产,提升其先进封装测试工艺水平和先进封装的产能。

封装行业的竞争将进入新的阶段。(完)

(《同心・方成》专题由梅赛德斯-奔驰S级轿车冠名发布)

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