半导体封装的分类方式多样,按照材料分类,可以分为金属封装、陶瓷封装、-金属-陶瓷封装和塑料封装,其中塑料封装占全球集成电路市场的95%以上。按照形状分类,可以分为引脚插入型、表面贴装型和高密度封装。按照封装中组合集成电路芯片的数目分类,可以分为单芯片封装
根据《2022-2026年中国集成电路封装测试行业竞争格局及发展趋势预测报告》分析,半导体产业链中,Fabless模式下产业分工明确,按照设计-制造-封测的上中下游模式进行分工协作,设计公司通常完成电路、版图设计等,晶圆代工企业负责晶圆加工,封测代工企业进行晶圆切割、芯片封装及测试等工作。最终将芯片成品交付终端用户,下游应用包括消费电子、汽车、通信、工业、航空航天等领域。
半导体封装是指对通过测试的晶圆进行划片、装片、键合、塑封、电镀,切筋成型等一系列加工工序,从而得到具有一定功能的半导体产品的过程,封测环节使得芯片能够可靠、稳定的进行工作。封装技术的好坏直接影响到芯片能否正常使用,衡量封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,比值越接近1越好。封测产业链中,上游主要包括封测设备和封装材料,中游为封测厂商,下游为Fabless厂商等。
封装开发流程方面,开始芯片设计和封装设计开发会同步进行,以便对特性进行整体优化。封装部门进行可行性研究,包括对封装设计进行粗略测试,从而对便于对电气、热和结构进行评估分析,避免在量产阶段出现问题,之后会进行封装制造和特性及可靠性试验。
封装工艺过程较为复杂,先后要经过多个步骤,整个工艺流程包括来料检查-贴膜-磨片-贴片-划片-装片-键合-塑封-去毛刺、电镀-切筋打弯-品质检验-产品出货,每个工艺步骤都不可或缺。
半导体封装的作用主要是通过将芯片和器件密封在环氧树脂模塑料(EMC)等封装材料中,保护它们免受物理性和化学性损坏,核心包括机械连接、机械保护、电气连接和散热四项主要作用。
封装技术的发展始终伴随着用户对产品需求的不变升级而迭代,从技术角度看,散热、小型化、低成本、高可靠性、堆叠、高速信号传输是封装技术发展趋势。散热方面采用热传导性能较好的材料和可有效散热的封装结构;小型化可以压缩封装体积,给其他物料如电池、摄像头留出更多空间;由于封装会限制芯片的速度,可支持高速电信号传输的封装技术也成为了一种重要发展趋势,从而提高传输速度;三维堆叠技术则能够实现在一个封装外壳内堆叠多个芯片。
全球集成电路封装技术一共经历了五个发展阶段。第一阶段为20世纪70年代以前,采用通孔插转型封装;第二阶段为20世纪80年代以后,采用表面贴装型封装;目前全球封装的主流技术处于以球栅阵列封装(BGA)、芯片级封装(CSP)为主的第三阶段,并在逐步向以三维立体封装(3D)、系统级封装(SiP)、倒装焊封装(FC)、芯片上制作凸点(Bumping)、硅通孔(TSV)、扇出型(Fan-Out)、扇入型(Fan-in)为代表的第四、第五阶段技术迭代升级。
半导体封装的分类方式多样,按照材料分类,可以分为金属封装、陶瓷封装、-金属-陶瓷封装和塑料封装,其中塑料封装占全球集成电路市场的95%以上。按照形状分类,可以分为引脚插入型、表面贴装型和高密度封装。按照封装中组合集成电路芯片的数目分类,可以分为单芯片封装和多芯片封装。按照引脚分布形态分类,可以分为单边引脚封装、双边引脚封装、四边引脚封装和底部引脚封装。
中国作为全球最大的半导体消费市场,封测行业市场规模与全球规模保持基本同步。根据中国半导体行业协会数据,2015-2022年中国半导体封测市场规模从1384亿元增长到2995亿元,预计2023年将达到2807.1亿元,2026年将达到3248.4亿元。
图表:2015-2026年全球半导体封测行业市场规模情况

数据来源:中国半导体行业协会,集微咨询,五矿证券研究所
行业竞争格局方面,根据芯思想研究院数据,2022年全球委外封测(OSAT)厂商Top10合计占比77.98%,基本被中国台湾和中国大陆厂商包揽。其中日月光占比27.11%,排名第1;安靠占比14.08%,排名第2;中国大陆厂商长电科技/通富微电/华天科技/智路封测分列第3/4/6/7名,占比分别为10.71%/6.51%/3.85%/3.48%。
图表:2022年全球半导体封测行业主要竞争者

数据来源:集微咨询
根据Yole数据,2021年中国大陆委外封测厂商中,长电科技占比49%,排名第1;通富微电占比20%,排名第2;华天科技占比16%,排名第3。
按区域分,全球封测市场中,中国台湾占比44%,排名第1;中国大陆占比20%,排名第2;美国占比15%,排名第3。中国是全球封测行业重心。
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2022-2026年中国集成电路封装测试行业竞争格局及发展趋势预测报告
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