封測(cè)行業(yè)價(jià)格觸底,產(chǎn)業(yè)即將迎來(lái)增長(zhǎng)?先進(jìn)封裝“黃袍加身”
同花順iFinD數(shù)據(jù)顯示,截至8月29日,已有8家半導(dǎo)體封測(cè)企業(yè)發(fā)布半年報(bào),其中6家上半年凈利潤(rùn)同比下滑,包括3家虧損。
具體來(lái)看,半年報(bào)顯示,華天科技上半年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入50.89億元,同比下降18.19%;歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)6287.86萬(wàn)元,同比下降87.77%。長(zhǎng)電科技實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入121.73億元,同比下降21.94%;歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)4.96億元,同比下降67.89%。晶方科技實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入約4.82億元,同比下降22.34%;歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)7661.14萬(wàn)元,同比下降59.89%。
對(duì)于業(yè)績(jī)下降的原因,某封測(cè)上市公司相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《證券日?qǐng)?bào)》記者:“主要還是全球終端市場(chǎng)需求疲軟,半導(dǎo)體行業(yè)處于下行周期,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外客戶需求下降,公司訂單不飽滿,產(chǎn)能利用率不足,從而導(dǎo)致盈利下滑?!?/span>
根據(jù)WSTS發(fā)布的最新數(shù)據(jù),今年上半年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額同比下滑19.3%,預(yù)計(jì)2023年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將下降10.3%。
雖然全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售仍顯疲軟,但從今年3月份開(kāi)始,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)月度銷售額觸底回升,今年二季度銷售額環(huán)比一季度增長(zhǎng)4.7%。
從已經(jīng)發(fā)布半年報(bào)的上市公司二季度凈利潤(rùn)情況來(lái)看,也顯現(xiàn)出業(yè)績(jī)回暖跡象。同花順iFinD數(shù)據(jù)顯示,長(zhǎng)電科技、頎中科技、匯成股份今年第二季度分別實(shí)現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)3.86億元、9160.91萬(wàn)元和5574.11萬(wàn)元,環(huán)比分別增長(zhǎng)250.83%、199.25%和111.93%。華天科技第二季度實(shí)現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)1.69億元,一季度為-1.06億元,環(huán)比實(shí)現(xiàn)扭虧。
上述負(fù)責(zé)人向記者表示:“進(jìn)入二季度后,隨著半導(dǎo)體行業(yè)逐步回暖,公司的訂單也逐步恢復(fù)?!?/span>
“經(jīng)歷了近兩年的下行周期,封測(cè)企業(yè)庫(kù)存去化基本完成或接近尾聲,部分品類價(jià)格和稼動(dòng)率已經(jīng)率先走出底部,逐漸進(jìn)入觸底回升階段?!庇胁辉妇呙娜谭治鰩熢诮邮苡浾卟稍L時(shí)表示。
“預(yù)計(jì)從第三季度開(kāi)始,隨著更多的IC設(shè)計(jì)公司復(fù)蘇,去庫(kù)存完成結(jié)合新應(yīng)用發(fā)力,國(guó)內(nèi)工廠和國(guó)外工廠產(chǎn)能利用率將先后恢復(fù),第三季度到第四季度將達(dá)到較為健康的狀態(tài)。從產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)上看,涉及汽車電子業(yè)務(wù)以及具有先進(jìn)封裝能力的廠商在此輪復(fù)蘇中將更具優(yōu)勢(shì)?!鄙鲜龇治鰩熛蛴浾弑硎?。
3D IC先進(jìn)封裝對(duì)EDA的挑戰(zhàn)及如何應(yīng)對(duì)
隨著集成電路制程工藝逼近物理尺寸極限,2.5D/3D封裝,芯粒(Chiplet)、晶上系統(tǒng)(SoW)等先進(jìn)封裝成為了提高芯片集成度的新方向,并推動(dòng)EDA方法學(xué)創(chuàng)新。這也使得芯片設(shè)計(jì)不再是單芯片的問(wèn)題,而逐漸演變成多芯片系統(tǒng)工程。新的問(wèn)題隨之出現(xiàn),先進(jìn)封裝中的大規(guī)模數(shù)據(jù)讀取顯示,高密度硅互連拼裝、高性能良率低功耗需求對(duì)EDA算法引擎提出了更高的要求。
芯和半導(dǎo)體技術(shù)總監(jiān)蘇周祥在2022年EDA/IP與IC設(shè)計(jì)論壇中提出,在SoC的設(shè)計(jì)階段需要克服可靠性問(wèn)題,而在2.5D和3D方面需要解決的問(wèn)題則是系統(tǒng)級(jí)封裝和模塊仿真。
容易出現(xiàn)以下問(wèn)題:
?多個(gè)點(diǎn)工具形成碎片化的2.5D/3D IC 解決方案:每個(gè)點(diǎn)工具都有自己的接口與模型;各個(gè)工具之間的交互寫作不順暢、缺少自動(dòng)化;
?在2.5D/3D IC 設(shè)計(jì)過(guò)程中,不能再設(shè)計(jì)初期就考慮Power/Signal/Thermal的影響,而且不能協(xié)同分析;
?多個(gè)點(diǎn)工具形成了很多不同的接口,文本與文件格式的轉(zhuǎn)換,各種不同的格式轉(zhuǎn)換使精度收到損失。
作為應(yīng)對(duì),2.5D/3D IC先進(jìn)封裝需要一個(gè)新的EDA平臺(tái)。在架構(gòu)方面,需要考慮包括系統(tǒng)級(jí)連接、堆棧管理、層次化設(shè)計(jì);物理實(shí)現(xiàn)需要:包括協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境、跨領(lǐng)域工程變更、多芯片3D布局規(guī)劃和布線、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù);分析解決需要包括片上和封裝電磁分析、芯片封裝聯(lián)合仿真、多物理分析、與布局布線工具無(wú)縫集成;驗(yàn)證方面,則需要芯片工藝約束、封裝制造設(shè)計(jì)規(guī)則、芯片3D組裝約束、芯片數(shù)據(jù)通信協(xié)議。
先進(jìn)封裝產(chǎn)能將供不應(yīng)求
根據(jù)TrendForce集邦咨詢統(tǒng)計(jì),英偉達(dá)在A100及H100等相關(guān)AI Server需求的帶動(dòng)下,對(duì)CoWoS產(chǎn)能的需求將大幅提升,加之AMD、Google等高端AI芯片的需求增長(zhǎng),CoWoS產(chǎn)能2023下半年或?qū)⒐┎粦?yīng)求。
目前市面上的算力芯片Chiplet方案大多以CoWoS為主,主要封裝環(huán)節(jié)包括中段的晶圓級(jí)封裝和后段的COW+OS。其中OS封裝環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)的FC-BGA類似,率先開(kāi)放給第三方封測(cè)廠商。
國(guó)內(nèi)主要封裝廠商包括長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、甬矽電子、偉測(cè)科技等。
國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈Chiplet方案,中段的晶圓級(jí)封裝(Bumping)和后段的COW環(huán)節(jié)將是主要的價(jià)值量增量和國(guó)產(chǎn)封測(cè)廠商發(fā)力的主要方向。國(guó)內(nèi)Bumping工藝的領(lǐng)先廠商包括盛合晶微、長(zhǎng)電科技、甬矽電子、通富微電等。
同時(shí),圍繞這些環(huán)節(jié)的設(shè)備、材料供應(yīng)鏈有望受益先進(jìn)封裝市場(chǎng)增長(zhǎng)帶來(lái)的增量需求。
設(shè)備供應(yīng)商方面,華峰測(cè)控、長(zhǎng)川科技、新益昌等公司分別在測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)、固晶機(jī)、焊線機(jī)等關(guān)鍵測(cè)試封裝設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化突破,替代空間廣闊。
材料供應(yīng)商方面,IC載板作為集成電路核心封裝材料,全球產(chǎn)能集中于日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),國(guó)內(nèi)高端IC載板玩家主要有興森科技、珠海越亞、深南電路等廠商。
整體來(lái)看,臺(tái)積電3D封裝結(jié)構(gòu)為世界領(lǐng)先,目前在2.5D/3D封裝技術(shù)上發(fā)展超過(guò)十年,為業(yè)內(nèi)2.5D/3D封裝的頭交椅。其客戶定位在本身晶圓代工的高端客戶,包含蘋果、AMD、Google、英偉達(dá)等,自2016年InFO技術(shù)推出獨(dú)享蘋果A系列處理器后,臺(tái)積電在立體結(jié)構(gòu)先進(jìn)封裝領(lǐng)域已經(jīng)獨(dú)占鰲頭,未來(lái)有望持續(xù)引領(lǐng)先進(jìn)的三維封裝技術(shù)發(fā)展。
異構(gòu)集成電路:突破的新方向
自摩爾定律提出以來(lái),集成電路一直在不斷演進(jìn),但如今已到達(dá)了面臨物理極限的時(shí)刻。芯片性能的增長(zhǎng)速度顯著減緩,引發(fā)了全球范圍內(nèi)的研究和探討。吳漢明指出,截至今年,芯片性能年增長(zhǎng)率從2002年的高點(diǎn)57%降至僅有3%,這種減速現(xiàn)象意味著封裝技術(shù)的突破將為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)提供寶貴的追趕機(jī)遇。
在眾多專家學(xué)者中,中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)黨委常委、副校長(zhǎng)毛軍發(fā)提出了一種引人矚目的解決方案——異構(gòu)集成電路。異構(gòu)集成電路,即在同一個(gè)3D系統(tǒng)級(jí)封裝中,將不同工藝制造的硅和非硅器件集成到一個(gè)更高級(jí)別的系統(tǒng)中。毛軍發(fā)認(rèn)為,這是后摩爾定律時(shí)代的新方向,是中國(guó)芯片封裝產(chǎn)業(yè)保持領(lǐng)先地位的關(guān)鍵方法。這種新型集成方式,通過(guò)將不同技術(shù)元素融合,打破了傳統(tǒng)限制,將為芯片封裝領(lǐng)域帶來(lái)前所未有的變革。
芯片封裝,被比喻為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“裝訂步驟”,在電子供應(yīng)鏈中卻扮演著不可或缺的角色。封裝不僅僅是制造過(guò)程的最后一步,更是產(chǎn)品創(chuàng)新的催化劑。以蘋果的AirPods Pro和AirTag為例,先進(jìn)封裝技術(shù)讓核心系統(tǒng)體積大幅縮小,不僅為設(shè)備帶來(lái)更強(qiáng)大的功能,還實(shí)現(xiàn)了更低的功耗和更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。這清楚地表明,封裝已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的包裝,而是產(chǎn)品性能提升的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。
英特爾,作為半導(dǎo)體領(lǐng)域的巨頭,對(duì)于芯片封裝技術(shù)的發(fā)展擁有深刻見(jiàn)解。在摩爾定律新時(shí)代,英特爾加快了對(duì)先進(jìn)異構(gòu)集成封裝的布局。通過(guò)先進(jìn)多芯片封裝、異構(gòu)集成封裝和全新全方位互連技術(shù),英特爾正在為芯片封裝技術(shù)開(kāi)辟新的局面。這一技術(shù)策略,以協(xié)同優(yōu)化、高密度互連、新型封裝技術(shù)等為核心,為后摩爾時(shí)代的芯片龍頭地位奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
盡管中國(guó)芯片封裝業(yè)發(fā)展迅速,但在先進(jìn)封裝技術(shù)方面仍有差距。然而,中國(guó)作為全球最大的集成電路市場(chǎng),其地位不容小覷。中國(guó)已取得了令人矚目的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展成就,技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)化水平顯著提升。面對(duì)異構(gòu)集成電路的突破方向,中國(guó)需跳出傳統(tǒng)思維,積極引入多學(xué)科交叉,推動(dòng)封裝技術(shù)與創(chuàng)新的結(jié)合。
從傳統(tǒng)封裝到異構(gòu)集成電路,從性能提升到產(chǎn)品創(chuàng)新,從技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn),芯片封裝技術(shù)正迎來(lái)一個(gè)全新的篇章。作為半導(dǎo)體領(lǐng)域的重要一環(huán),封裝已不再是簡(jiǎn)單的“包裝”過(guò)程,而是一個(gè)可以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)前進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個(gè)充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的時(shí)代,中國(guó)有著巨大潛力,將在芯片封裝領(lǐng)域迸發(fā)出耀眼的創(chuàng)新火花。隨著我對(duì)這一領(lǐng)域的深入研究,我深刻認(rèn)識(shí)到芯片封裝的重要性,同時(shí)也堅(jiān)信中國(guó)在技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)化方面將繼續(xù)走在前沿,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)不斷邁向新的高峰。
