新年展望:半导体及本土I C前景喜人

2014-03-22 23:57
电子工业专用设备 2014年1期
关键词:晶片代工制程

国内/外IC设计厂商情况:国内IC设计产业产值由2010年人民币225亿元逐年增长至2012年622亿元,预估2013年将更进一步达到743亿元新高,值得注意的是国内IC设计产业产值年增长率亦由2010年22.5%逐年攀升至2012年28.8%,预计2013年将再进一步攀升至30.9%,到2014年国内IC设计产业产值将有机会超越中国台湾地区,成为全球第2大IC设计地区,排名将仅次于美国。

2011年全球前25大IC设计厂商营收总和占整体市场约80%,其中中国大陆的海思和展讯分别位列第16和第17位。2012年海思、展讯、锐迪科等国内前3大IC设计厂商,2010~2012年营收维持3年连续增长,其中,展讯2013年1Q~3Q累计营收年成长率更高达45.7%,说明国内IC设计产业自十五规划以来布局于移动通信领域卓有成效。对于国内晶圆代工厂商而言,国内IC设计产业高增长带来的商机将是支撑未来增长的重要动能。

国内/外晶圆代工厂商情况:受到生产设备和材料进口等限制,虽然国内目前拥有约50家晶圆代工厂商,但其规模皆不大,营运状况亦尚未步上获利的轨道;且晶圆代工是一资本与技术密集的产业,加上技术的演进飞快,与昂贵的投资、产线设备的折旧压力庞大,所以大部份国内的晶圆代工规模皆不大,容易被排挤于先进制程门外。目前政府已将IC产业定义为重要战略产业,加上国内IC设计业蓬勃发展之下,政府在半导体发展补贴与优惠奖励的政策上不遗余力,鼓励国内IC设计公司下单于国内晶圆代工厂,进而扶植国内晶圆代工业;并且因国内半导体市场需求相当庞大,吸引国际相关晶圆代工大厂陆续投资中国大陆,同时带动相关产业链进入大陆市场,刺激中国大陆国内相关产业链的发展,如制程设备或是材料等,对晶圆代工的积极态度昭昭然矣。2012年中国大陆晶圆代工销售额为501.1亿元,较2011年增长16.1%,2013年1~9月销售额达到450.4亿元,同比增长16.1%。

2012年全球前10名晶圆代工厂商营收排名中,台积电稳居龙头宝座,营收规模是第2名格罗方德的4倍,联电位居第4,中芯国际和华虹宏力分别位列第5和第6,年增长分别为25.6%和10.59%。2012年中国大陆前10名晶圆代工厂商的营收较2011年成长了9.3%,其中第1为海力士半导体(SKHynix),主要生产产品为DRAM,并回销至韩国,2012年产值为137.8亿人民币,较2011年的129.5亿人民币,增加了6.4%。第2名为英特尔(Intel),第3名则为中国大陆本土企业,晶圆代工大厂中芯国际(SMIC),与2011年相比有较佳表现,营收成长25.6%,目前主要成熟生产技术为40 nm制程,年底将投产28 nm制程。台积电(上海)是前十厂商中成长率最为惊人的,高达44.4%。

新年展望:半导体及本土IC前景喜人2014年展望:半导体及本土IC大趋势

国内/外封装测试厂商情况:根据CCID的统计,2012年的中国大陆IC产业前10大厂商排名中,IC设计厂商占有2家、制造厂商占3家,其余的5家均为封测厂商,也反映出封测产业在中国大陆半导体产业所占的地位。

中国大陆IC封测产业主要厂商呈现外商独资、中外合资和内资三足鼎立的格局,但仍以外资为重。这些外资多为国际大型IDM厂商在中国大陆投资设立的后段封测厂,其无论在规模上还是技术水平上都具有主导地位,但这些IDM厂都是为其母公司加工产品,彼此间并无竞争关系。

以2012年全球前10大封测厂排名情况来看,前7大排名均未发生变化,而中国江苏的长电科技则挤下南茂科技由原先的第9跃升至第8。2012年中国大陆IC封测产业前15大厂商营收占封测产业产值比重为74.3%,主要是英特尔(Intel)的营收就占了总产值的20%,也显示产值集中度高的特性。且前十五大封测企业的进入门坎已经达到20亿人民币的水平。2012年中国大陆IC封测销售额突破千亿元大关,达到1035.67亿元,较2011年增长6.1%,2013年1~9月销售额达789.15亿元,同比增长6.0%。

我们判断,2014年IC设计预料将更加蓬勃发展,除了利好驱动IC、电源管理IC同时又有穿戴式设备议题如中颖电子之外,IC设计本身也将成为触控面板领域之争的延伸,预料将有更多IC设计公司积极涉入触控IC领域。而MEMS概念和3D、SiP、TSV封装本身就已经是大陆市场炒作的议题,因此苏州固锝、长电科技都将是未来值得重点关注的议题方向。另外,涉及LDS天线的硕贝德,通过收购科阳光电取得电镀和镭射的关键制程,未来还增加了先进封装想象空间,亦建议重点关注。半导体设备方面,我们则建议中长期可关注A股唯一标的七星电子的后市发展,这些预料都将是2014年值得介入的品种。当然,我们更加期盼不久之后将会上市的晶方科技,这是一家比较有意思的半导体企业,而且显然比目前台面上A股诸多和先进封装“议题沾边”的企业,都要更加踏实的封装企业。

国内本土MEMS的进展将更加迅速

2012年全球微机电(MicroElectroMechanical-System;MEMS)前 4大厂依序为意法半导体(STMicroelectronics)、博 世(RobertBosch)、德 州 仪器 (TexasInstruments)、惠 普 (HewlettPackard;HP),其中,意法半导体在消费性电子应用居领先地位,博世则从汽车领域逐渐涉入到消费性电子应用,其MEMS营收年增长优于以微投影机用MEMS元件为主的德州仪器,及印表机用MEMS元件为主的惠普。

从目前来看,我国许多高中英文老师自身的专业知识相对比较匮乏,慕课的出现能够有效地弥补不足,作为英语教师职业培训的关键方法以及策略,大部分的慕课课程主要是国际上比较优秀的老师所录制的,各种顶级大学的优秀老师在课程教学课件的过程之中以录制课程的形式来实现国际优秀教育资源的合理配置和共享。另外慕课之中还有不同形式的考核手段以及检测方式,以此来对教师的培训效果进行进一步的分析,这种策略以及模式不仅能够更好的节约教师个人的时间,还能够保证教师迅速进入英语教学阶段之中,实现知识的传播以及高效共享。

2012年全球第5至第10大MEMS厂商依序为 楼 氏 电 子 (KnowlesElectronics)、Panasonic、Denso、Canon、 安 华 高 科 技 (AvagoTechnologies)、Freescale,除以印表机用MEMS为主的Canon较2011年营收衰退外,其他厂商营收皆较2011年成长,2012年以消费性电子或汽车应用为主要营收来源的MEMS厂营收表现相对较佳,预计2013年此情形亦将延续。

2012年全球MEMS市场规模较2011年成长10%,达109.3亿美元,已连续4年成长,因该产业前四大厂营收领先第5大厂一段距离,在优先观察全球前四大MEMS厂营收排名变化情形下,2012年以消费性电子为主要营收来源的意法半导体因领先达成10亿美元,首次居龙头地位,其次系自汽车渐跨足消费性电子的博世,以8.4亿美元自2011年第4名跃居第2地位。

比较2010~2012年全球前四大MEMS厂营收年成长率变化,意法半导体2010~2011年连续2年维持在48.9%以上,然2012年缩小至10.3%,博世则于2011~2012年连续2年维持在14%以上,反观2012年惠普营收年衰退率以15.4%大于德州仪器9.6%的年衰退幅度。

从全球前10大厂商的营收变化可看出,受全球经济疲软影响,全球MEMS感测器市场增长速度放缓,预计未来几年将保持年均8%的复合增长率,而主要增长动力来自消费电子领域特别是手机领域,汽车电子领域增幅则有所放缓。未来几年平板电脑和智慧手机领域的MEMS感测器应用仍将保持强劲增长,但产品零售价呈逐步下降趋势。

目前全球市场的份额情况逐渐在向亚太地区倾斜,美国地区市场份额维持稳定,仍是全球高端技术及产品的发源地,欧洲方面受债务危机及汽车工业下滑影响,市场份额逐渐降低,其中德国、芬兰、法国等地的MEMS产业发展较为迅速。受到平板电脑和智慧手机的旺盛需求拉动,亚太地区的市场份额不断提升,市场地位亦在逐渐提高,特别是中国大陆地区,增速明显高于全球增速。

现阶段中国大陆MEMS的产品结构中,压力感测器和加速度计占据较大比例,陀螺仪的增长也相当迅速。值得深思的是,中国大陆MEMS市场虽然快速发展,但在核心晶片上的取得仍极大部分倚靠欧洲和美国等国家。

根据中国大陆国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)之863计划,规划资讯技术、生物和医药技术、新材料技术、先进制造技术、先进能源技术、资源环境技术、海洋技术、现代农业技术、现代交通技术、地球观测与导航技术…等10大技术领域,做为未来重点发展新兴技术领域,其中针对先进制造技术下之微纳制造技术(包含微机电与纳米),于近几年来投入大量政策资源,并密切串连产官学研能量,希望能在下阶段扶植出一具国际竞争力之战略性新兴产业。

在政策鼓励下,中国大陆MEMS的研发进程迅速向全国地区渗透,已在长三角和京津冀地区建立完整的产学研发展族群。目前长三角地区总计有上海深迪、上海矽睿、苏州固锝…等约15家MEMS设计生产企业,与中科院苏州纳米技术与仿生研究所、中科院上海微系统与资讯研究所、上海交大…等学研单位合作研发。京津冀地区包括北京思比科、北京广微机电…等4家企业与北大微电子所、北京清华、中科院等进行研发合作。除长三角与京津冀两大产官学研重镇外,包括珠三角、中西部省份、海西经济区、东北三省…等地区也都开始建构MEMS产学研能量,凸显政策支援下,已逐步带动国内MEMS产业扶值力度的全面升温。

中国大陆本土MEMSSensor设计产业正快速萌芽,包括美新与矽睿两家厂商已分别拥有加速度器、磁力计与陀螺仪、磁力计方案,苏州固锝的加速度器已获得台积电和中芯国际的代工,未来亦会向陀螺仪发展,另苏州敏芯微电子则同时横跨矽麦克风、压力计两大产品。除此之外,CMOS影像感测器与UncooledIRSensor等光学感测元件也有上海格科微、北京思比科、东莞新迪电子…等6家厂商投入,融合演算法软体能量则相对较弱,目前只有江苏英特神斯一家厂商投入,环境与生物相关感测器也已逐步走出学校实验室阶段,总计有无锡康森斯克电子、深圳仁民科技…等7家厂商投入。

先进封装制程的议题依旧甚嚣尘上

半导体行业对晶片封装技术水平的划分存在不同的标准,目前国内比较通行的标准是采取封装晶片与基板的连接方式来划分,总体来讲,积体电路封装技术的发展可分为四个阶段:

第一阶段:20世纪80年代,主要封装技术为PTH(通孔直插式封装),其特点是插孔安装到PCB上,主要形式有DIP(双列直插式封装)、PGA,它们的不足之处是密度、频率难以提高,难以满足高效自动化生产的要求。

第二阶段:20世纪80年代中期以表面贴装为主,表面贴装技术改变了传统的PTH插装形式,通过细微的引线将积体电路贴装到PCB板上。主要形式为SOP(小外形封装)、PLCC(特殊引脚晶片封装)、PQFP(塑胶方块平面封装)、J型引线QFJ(四侧J形引脚扁平封装)和SOJ(小尺寸J形引脚封装)、LCCC(无引线陶瓷封装)等。其优点在于引线细、短,间距小,封装密度提高;电气性能提高;体积小,重量轻;易于自动化生产。不足之处是在封装密度、I/O数以及电路频率方面还是难以满足ASIC、微处理器发展的需要。

第三阶段:20世纪90年代进入面积阵列封装时代。主要的封装形式有BGA(球栅格阵列封装)、CSP(晶片级封装)、PQFN(QFN 增强版)、MCM(多晶片组件)。BGA技术使得在封装中占有较大体积和重量的“管脚”被“焊球”所替代,晶片与系统之间的连接距离大大缩短。CSP技术解决了长期存在的晶片小而封装大的根本矛盾,引发了一场积体电路封装技术的革命。

第四阶段:进入21世纪,迎来了微电子封装技术堆叠式封装时代,它在封装观念上发生了革命性的变化,从原来的封装元件概念演变成封装系统。

目前,全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期,以PQFN、BGA和CSP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。

进入纳米时代后,半导体工艺的前进步伐便日显困难,向先进制程挺进不仅需要耗费大量资本支出,产线建设和量产进程亦面临重重挑战。为了延续摩尔定律,先进封装的议题便如火如荼的展开,涉及到 SiP(系统级封装)、3D堆叠、TSV(矽通孔)等各类前沿技术。先进封装是目前国内少有的能保持较高毛利水准的行业,实际上对于投资先进封装而言,技术人员的经验水平和对产品的高客制化要求构成了两大进入门槛:1)整条封装产线需要将近30天的工作过程,对每段设备的调整必须要有核心技术,仅进行设备购置和钜资投入是很难保证产品质量和竞争力;2)先进封装的一条产线往往只能满足于一种产品的应用,不同的产品和不同的客户需要对产线进行大幅调整,客制化的高要求也拉高了先进封装的投资门槛。

现阶段先进封装的产能大约占整体封装产能的5~10%,未来10年的占比(包括IDM厂和专业封装厂)可能会达到70%以上,这边提及的先进封装制程包括铜线、FlipChip(覆晶 /倒装)、WLP(晶圆级封装)、TSV(矽通孔)等等。

SiP封装或3DIC封装要实现商业化,极可能会由IDM厂、晶圆代工厂、IC封装厂来共同争夺主导权,甚至由于具体采用哪种封装技术往往要满足客户和产品的实际要求,晶圆厂在资金实力和对客户产品参数的熟悉度上远优于IC封装厂。这边还必须要提一点,SiP的最终整合必须要涉及瞭解晶片内部有几个模组,模组的输入输出规格是什麽等等,而SiP的所有信号都在内部进行处理,输出的仅仅是最后结果,晶片设计厂并不会开放具体的参数,那就使得封装厂在做这件事上困难重重,因此这种主导权最终花落谁家尚难以断言,而对国内的封装厂而言则更是如此,更不用说对内部结构极为保密的MEMS。台积电和联电正纷纷在积极投入布局SiP,使得日月光和矽品倍感压力,此举对封装厂商的市场会有一定蚕食,但由于整个封装行业的蛋糕在不断壮大,传统的封装厂仍可分得一杯羹,未来空间亦相当可观。

就封装技术水平而言,中国台湾地区、美国及新加坡等厂商仍处于国际领先,并已具备FlipChip、SiP、3DIC等部分高端封装制程的量产能力,而国内目前的主流封装技术仍集中在BGA和CSP阶段,高端制程方面仍处于研发攻坚阶段,部分厂商具备一定高端制程能力。

猜你喜欢
晶片代工制程
OEM的危机与转机
相控阵检测探头晶片检查的几种方法
台积电又推先进制程增强版本N7P和N5P
代工生产或将“松绑”
双晶片悬臂梁式压电传感器的有限元仿真研究
三菱重工拟整合喷气式支线客机生产与波音代工业务
焊接式轴流风叶的制程与工艺装备保障
代工厂商创牌博弈与角色转换模式分析
IBM发明纳米碳管晶片 可使晶片速度提高1000倍
环形压电双晶片驱动式振动送料器