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2024年12月27日发(作者:layers的意思)

全球半导体封装载板市场格局研究

杨宏强

【摘 要】半导体是一种重要的电子元器件,是电子信息产业的基础.基于半导体相关

概念、全球半导体产业链及其业务模式,论述了半导体封装载板的三类客户,之后分

析了全球载板的主要制造地(日本、韩国、中国台湾、中国内地)及十家最大的载板

制造商,最后总结了全球主要载板制造商的产品布局.

【期刊名称】《印制电路信息》

【年(卷),期】2018(026)007

【总页数】7页(P3-9)

【关键词】半导体;半导体产业链;业务模式;半导体封装载板;市场格局

【作 者】杨宏强

【作者单位】

【正文语种】中 文

【中图分类】TN41

0 前言

2018年4月16日(美东时间)美国商务部宣布将禁止美国公司向中兴通讯销售

零部件、商品、软件和技术7年,直到2025年3月13日。这一事件,让人不禁

想起18年前(笔者本科毕业前夕),时任科技部部长徐冠华曾说,“中国信息产

业缺芯少魂”(指缺芯片与操作系统),但时至今日,仍几无大的改观。现在网上

铺天盖地的“芯”闻、“芯”事、“芯”篇,让我等从业人士看了深为之动容(不

管怎样,专家、大众对行业关注,总体上是好事),觉得作为行业人士,应该为行

业也能做点什么,因此写此文聊表寸心,希望中国内地的半导体产业能够快速、健

康发展。这是写此文的初衷,下文将从“我们的客户在哪”,“我们的同行是谁”

两方面展开论述全球半导体封装载板市场格局现状。

1 我们的客户在哪?——基于全球半导体产业链的分析

1.1 半导体相关概念

半导体是指导电性介于良导电体与绝缘体之间,利用半导体材料特殊电特性来完成

特定功能的电子元器件。半导体是一种重要的电子元器件,是电子信息产业的基础,

也是衡量一个国家(或地区)技术水平的重要标志之一。在电子产品整机中半导体

产值约占20%,居细分市场份额第一。

一般广义概念上的半导体包括四类:集成电路(占半导体总产值4086.91亿美元

的83.2%)、光电子器件(8.4%)、分立器件(5.3%)、传感器(3.1%)。集

成电路又包括四类:微处理器(占半导体总产值的15.5%)、存储器(30.1%)、

逻辑器件(24.8%)、模拟器件(12.9%)(数据来源:WSTS,2017年11月

28日)。在狭义概念上,通常把集成电路等同于半导体(本文中的半导体也专指

集成电路,后文也将以此展开论述)。

1.2 半导体产业链

半导体的制作技术复杂,资金投入巨大,产业链长,结构专业化高,属典型的技术、

资金密集型产业。一般根据半导体的制作流程(设计→制造→封测)将半导体产业

分为半导体设计业、半导体制造业和半导体封测业三个子产业群。有时,在考虑半

导体产业链时,会将最上游的设备、原材料等厂商计入在内,称为泛半导体产业链。

图1是全球泛半导体产业链产值分布图,包含材料、设备、EDA、IP/服务(知识

产权供应商,收取基本授权费和版税)、半导体设计、半导体制造、封装测试(简

称封测,以下用简称)、IDM(集成器件制造商)。

1.3 半导体产业链的业务模式

根据目前半导体产业的商业模式,可以分为两大类:IDM(Integrated Device

Manufacture,集成器件制造商)和垂直分工模式(半导体设计、制造和封测)。

1987年TSMC(台湾积体电路公司,简称台积电)成立前,只有IDM一种模式

(自1958年德州仪器开始),此后,半导体产业的专业化分工成为一种趋势。

根据各厂商的具体功能可以细分为:IDM(集成器件制造商:涉及半导体整个产

业链,从半导体设计、制造,直至封测,典型如英特尔等)、Fabless(半导体设

计商:专注于半导体设计,也称作芯片设计,如苹果、高通、联发科、海思、展讯

等)、Foundry(半导体制造商:专注于半导体制造,常称作晶圆制造代工,为

Fabless和IDM(委外订单)提供代工服务,如台积电、联电、中芯等)、

Packaging(包括Assembly&Test,半导体封测商:专注于封装与测试,也称作

封测代工(OSAT,Outsourced Semiconductor Assembly and Test),为

Fabless和IDM(委外订单)提供封测服务(如日月光、安靠、长电、通富等),

多元化制造商(从事以上两种及以上业务,如三星电子,它既是IDM,又从事

Foundry),具体参见图2。

2017年全球前十大半导体营收排名见表1(其中,IDM有8家,Fabless有2家

(高通、博通)),2017年全球前十大Fabless公司营收排名见表2,2017年

全球前十大封测公司营收排名见表3(因以下数据来自不同机构的数据,故有所差

异)。

具体看半导体封测,它包含封装和测试两步,封装是指将晶圆加工得到独立芯片的

过程,测试则是对封装后的产品进行性能测试以确保其功能的完整性。

图1 全球泛半导体产业链图(图片来源:《2012年世界集成电路市场与产业状

况》,有修改)

图2 半导体产业链商业模式图(图片来源:《一文看懂半导体的投资机会和投资

逻辑》,广发证券研发中心)

表1 2017年全球前十大半导体公司营收排名表(单位:亿美元)数据来源:

Gartner,2018年1月1 三星电子 612.15 14.6% 52.6%3 SK海力士 263.09 6.3%

79.0%5 高通 170.63 4.1% 10.7%7 德州仪器 138.06 3.3% 16.0%9 西部数据

91.81 2.2% 120.2%其它 1744.18 41.6% 10.6%

半导体封装有多种形式,按材料分为:金属封装、陶瓷封装、金属-陶瓷封装、塑

料封装;按密封性分为:气密性封装、非气密性封装;按外型/尺寸/结构分为:引

脚插入式[SIP(注:为Single Inline Package,非下文的SiP)、DIP(双列直插

式)、PGA(引线栅阵列)类]、表面贴片式[SOP(小外形封装)、QFP(四边扁

平封装)类]、表面封装式(BGA(球栅阵列封装)类)等。

表2 2017年全球前十大Fabless公司营收排名表(单位:亿美元)数据来源:IC

Insights,2018年1月1 高通 170.78 17.0% 11%3 英伟达 92.28 9.2% 44%5

苹果 66.60 6.6% 3%7 海思 47.15 4.7% 21%9 Marvell美满 23.90 2.4% -1%其

它 268.25 26.7% 9%

表3 2017年全球前十大封测公司营收排名表(单位:亿美元)数据来源:拓墣产

业研究院,2017年10月,注:2018年4月ASE和SPIL正式合并。1 ASE日月

光 52.07 19.2% 6.4%3 JCET长电科技 32.33 11.9% 12.5%5 Powertech力成

18.93 7.0% 26.3%7 通富 9.10 3.3% 32.0%9 联测 6.74 2.5% -2.2%

BGA类封装技术含量相对较高,常见的封装形式有BGA(Ball Grid Array,球栅

阵列封装)、PBGA(Plastic Ball Grid Array,塑料型球栅阵列封装)、CSP

(Chip Scale Packaging,芯片级封装,或者FBGA,Fine-pitch Ball Grid

Array,精细间距球栅阵列封装)、SiP(System in Package,系统级封装)、

MCM(Multi Chip Module,多芯片模组)、MCP(Multi Chip Package,多

芯片叠层封装)、一般的FCCSP(Flip Chip Scale Package,覆晶封装(条状),

或者倒芯片封装)、FCBGA(Flip Chip Ball Grid Array,倒芯片封装(颗状))、

3D(PoP(Package on Package,堆叠封装)、TSV(Through Silicon Via,

硅通孔)、WLP(Wafer level Package,晶圆级封装)、PLP(Panel level

Package,板级封装)等。其一般的封测过程为:来自晶圆前道工艺的晶圆

(Wafer)通过划片工序后,被切割为小的晶片(Die),然后将切割好的晶片贴

装到相应的载板(Substrate,也有称作基板,不建议使用基板这个容易引起混淆

的名称)或引线框架(Lead Frame)上,再用超细的金属导线(金、铜等)或导

电性树脂将晶片的接合焊盘(Bond Pad)连接到载板或引线框架的相应引脚

(Lead),并构成所要求的电路(倒芯片封装技术则用焊料凸点相连);然后再

对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护,塑封之后,进行后固化(Post Mold

Cure)、切筋和成型(Trim & Form)、电镀(Plating)及打印等工艺(注:

PLP与前述工艺有所不同)。封装完成后进行成品测试,通常经过入检(外观检

查)、测试(性能测试)和包装等工序,最后入库出货。

综上,与载板业务源自IDM和封测商(实际源自Fabless)。值得一提的是:前

几年封测商大多数拥有采购载板的权利(包括供应商认定、价格、交货期、份额、

付款周期、质量问题处理等),近年来大的Fabless为了掌控整个供应链,陆续将

部分载板的采购权逐渐收归已有。但对于Fabless采购载板的这种商务模式,载板

制造商和代工性质的封测商之间的关系有时会比较微妙,应妥善处理。

2 我们的同行是谁?——全球半导体封装载板市场格局分析

2.1 半导体封装载板相关概念

业界一般将半导体封装载板分为两大类:成品为颗状(Unit base,积层采用ABF

材料)的FCBGA载板(Flip Chip Ball Grid Array)、条状(Strip base)的

BGA载板(Ball Grid Array)。FCBGA种类单一,常见层数为4-16层,主要应

用在PC(如CPU、Chipset、GPU等)。BGA种类繁多,常见层数为1-10层,

主要应用在手机(如AP主处理器、BB基带、RF射频类、PMIC电源管理类等)。

常见的BGA有BOC(Board on Chip)、PBGA(Plastic Ball Grid Array)、

CSP(Chip Scale Packaging,也称作FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array))、

Memory Card、SiP(System in Package)、FCCSP(Flip Chip Ball Grid

Array)等。其中FCCSP种类较为繁多,包括入门级FCCSP(Tenting/MSAP工

艺)、一般FCCSP(SAP工艺)、ETS(Embedded Trace Substrate,或者称

作EPP,Embedded Pattern Process)、EPS(Embedded Passive

Substrate)、EAD(Embedded Active Device)、PLP(Panel level

Packaging)等。

2.2 全球载板主要制造地及主要制造商现状分析

根据2016年的统计数据,目前全球载板的市场容量约为65亿美元,量产公司近

30家。从生产地来看,全球载板主要在日本、韩国、中国台湾三地生产(80%以

上),中国内地等国家、地区有少量生产;从制造商归属国来看,全球载板主要为

中国台湾(38%)、日本(30%)、韩国(27%)制造商,约占全球94%的份额。

全球前十大载板公司如表4所示。从表中可以看出,载板公司基本上都是PCB产

品多元化,即,非从事单一的载板业务(唯一例外的是日月光材料(仅从事BGA

载板制造),主要是由于该公司的母公司从事的是封测代工服务)。

2.2.1 日本

长期以来,日本代表着全球高端PCB(特别载板)的制造水平和引导着全球PCB

的发展方向,但近年来,由于其市场策略、价格水平,削弱了其竞争力。当前日本

主要的载板制造商有Ibiden、Shinko、Kyocera、Daisho、MGC-JCI(逐步退

出)、Eastern(已被韩国的Simmtech收购)等。

Ibiden揖斐电:揖斐电成立于1912年,开始从事的是碳化物的生产和销售,后

逐步扩大业务,进入了电化学、住宅建材、陶瓷、电子等领域。现有员工14290

名。2017财年,它的营收额为3004亿日元(约26亿美元)。目前的主要业务

包括PCB(2017财年,营收额为115.6亿日元(约10亿美元),占38.5%)、

陶瓷制品(占37.7%,具体为柴油微粒过滤器、特殊碳素、纤细陶瓷制品、陶瓷

纤维)、其他类(室内材料等,占23.8%)。PCB产品包括HDI、BGA和

FCBGA,FCBGA技术一直称冠全球。目前揖斐电在日本、菲律宾、马来西亚、中

国内地共有7个生产基地,具体为:日本岐阜县大垣市4个:大垣厂(FCBGA)、

大垣中央厂(FCBGA)、青柳厂(HDI)、河间厂(FCBGA),菲律宾厂

(FCBGA)、马来西亚槟榔屿厂(HDI),北京厂(HDI)。

Shinko新光电气:新光电气成立于1946年9月,现有员工4838名,归属于富

士通集团,富士通占新光电气50%的股份。主要产品包括:载板(BGA和

FCBGA)、引线框架、封测、电子元器件等。2018年4月,公司决定投资1.9亿

美元新建载板产线扩充产能20%。2017财年,它的载板营收额为849.23亿日元

(约7.4亿美元)。

表4 2016年全球前十大半导体封装载板公司营收额排名表(单位:亿美元)(数

据来源:载板产值Prismark,2017(略有修改);PCB总产值来自NTI,2017)

13579 Unimicron Ibiden Shinko Simmtech ASE Metarial欣兴揖斐电新光电气

信泰日月光材料中国台湾日本日本韩国中国台湾

8.229.296.034.052.6321.7713.727.416.462.6337.8%67.7%81.4%62.7%100.0

%8.807.445.824.402.5819.429.207.576.902.5845.3%80.9%76.9%63.8%100.0%

Kyocera京瓷:京瓷成立于1959年4月,是全球领先的电子零部件(包括汽车等

工业、半导体、电子元器件等)、设备及系统制造公司(信息通信、办公文档解决、

生活与环保等),京瓷集团有265家公司,员工人数75940名。2017财年,整

个集团的营收额为15770.39亿日元(约137亿美元)。京瓷的PCB包括有机载

板(BGA、FCBGA)、HDI、高层数板、陶瓷基板等。2017财年,它的PCB营

收额约5亿美元。

2.2.2 中国台湾

2006年中国台湾第一次PCB产值超过日本,居全球第一;之后在规模上,一直

领跑全球的PCB产业。当前,台湾主要的载板制造商有Unimicron、Nanya PCB、

Kinsus、ASE Material、Boardtek先丰、Subtron旭德(欣兴持股30%)、

ZDT臻鼎(制造在秦皇岛)PPt恒劲(C2iMⓇ产品)等。

Unimicron欣兴:欣兴成立于1990年,联电为最大股东,2001年合并群策电子、

恒业电子,2002年合并鼎鑫电子,2009年合并全懋,2011年收购德国Ruwel

100%的股权和日本Clover75%的股权。产品包括PCB(其中,多层板占15%、

FPC占5%、HDI占35%、载板占45%)、连接器等。

目前欣兴在全球共在4个国家/地区建有13个工厂,其中中国台湾6个(合江厂、

合江二厂生产HDI和背板,芦竹二厂、芦竹三厂生产HDI,山莺厂生产HDI、

BGA和FCBGA,新丰厂生产BGA和FCBGA),中国大陆5个(昆山欣兴同泰

生产FPC及组装,昆山鼎鑫生产多层板和HDI,深圳联能生产HDI和背板,苏州

群策生产BGA、黄石欣益兴生产多层板和HDI),日本北海道的Clover生产多层

板和HDI,德国Geldern的RUWEL生产多层板和HDI。2017财年,它的营收

额为649.92亿元新台币(约21.9亿美元);在整个载板中,FCBGA占营收的

53%,FCCSP占17%,一般BGA占29%。

Nanya南亚:南亚电路板原为台塑集团旗下南亚塑料的PCB事业部(始于1985

年),于1997年10月独立。它的PCB产品主要包括BGA、FCBGA、HDI和多

层板。它在中国台湾、昆山建有PCB工厂,其中,中国台湾工厂主要从事中高端

BGA、FCBGA的生产(桃园芦竹一、二、五、六、七厂、新北市树林八厂),昆

山工厂(一、二厂)主要从事多层板、HDI和中低端BGA的生产。2010年以前,

南亚主要承接来自日本NGK前段的英特尔订单(南亚负责前段制程生产、NGK

负责后段),NGK自2010年3月底起停止供货给英特尔后,南亚直接承接英特

尔订单(于2010年6月底通过英特尔的全制程认证)。南亚电路板现有员工

12072人。2017财年,它的营收额为266.23亿元新台币(约9.0亿美元)。其

中,FCBGA约42%,BGA约24%,HDI及其他约34%。

Kinsus景硕:景硕成立于2000年9月,为华硕投资。它的PCB产品主要包括

BGA、FCBGA、HDI、FPC和多层板(其中载板占营收的80%以上)。它在台湾、

苏州建有工厂,其中,台湾工厂主要从事中高端BGA、FCBGA等的生产(石磊厂

BGA,清华厂FCBGA、BGA、杨梅厂FPC、新丰厂FCBGA、BGA),苏州工厂

主要从事多层板、HDI和中低端BGA的生产。2017财年,它的营收额为223.35

亿元新台币(约7.5亿美元)。

ASE Material日月光材料:ASE Material(或称作ASEE,日月光电子)为全球

最大的半导体封测商日月光集团旗下载板制造公司,它在台湾高雄、上海、昆山建

有工厂,主要产品为BGA载板,包括BOC、FBGA、PBGA、Memory Card、

FCCSP等。2017财年,它的载板营收额约2.9亿美元。

2018年3 月,日月光与TDK合资15亿元新台币(约0.5亿美元)在台湾高雄正

式成立日月旸电子股份有限公司(ASE Embedded Electronics);将来日月旸电

子将采用TDK授权的SESUB(Semiconductor Embedded in SUBstrate)技术

制造埋入式载板。

2.2.3 韩国

韩国的载板公司数量较多,这主要归功于近年来韩国快速发展的半导体以及消费电

子产业;但单个PCB公司的规模较小。当前,韩国主要的载板制造商有SEMCO、

Simmtech、Daeduck、LG Innotek、KCC(Young Poong旗下)、

Cosmotech、HDS等。

SEMCO三星电机:三星电机成立于1973年,属三星集团,是全球排名前列的的

电子元器件制造公司。主要业务包括PCB、积层陶瓷电容、摄像头模组、WiFi模

组等。其PCB产品包括HDI、刚-挠性结合板、BGA和FCBGA,公司自2015年

起全力开发PLP封装技术。目前共有5个工厂:韩国釜山厂生产HDI、刚-挠性结

合板和FCBGA,韩国世宗厂生产BGA,韩国天安厂生产PLP,中国昆山厂生产

HDI,越南厂生产HDI和刚-挠性结合板。2017财年,它的PCB营收额为14694

亿韩币(约13.5亿美元)。

Simmtech信泰:信泰成立于1987年,它的产品主要包括HDI和BGA载板。它

在韩国清州、日本茅野、中国西安建有PCB工厂(韩国:HDI和BGA,日本:

BGA(原Eastern工厂),西安:HDI)。2017财年它的营收额为8116亿韩币

(约7.5亿美元)。

Daeduck大德:大德成立于1965年1月,是韩国最早的PCB制造企业。旗下有

两家PCB公司:Daeduck GDS和Daeduck,Daeduck GDS的产品主要包括多

层板、FPC和HDI,Daeduck的产品包括高层板、HDI和载板(BGA)。它在韩

国、菲律宾和中国天津建有PCB工厂。2017财年两家PCB公司的营收额合计为

9686亿韩币(约8.9亿美元)。

2.2.4 中国大陆

中国大陆的载板起步较晚,第一家实现量产BGA载板的公司于2002年正式投产,

为当时属港资美维科技集团的上海美维科技公司(后被美资TTM收购);第一家

实现量产FCBGA载板的公司则于2016年2月正式投产,为属奥地利的奥特斯科

技(重庆)有限公司。

目前,中国大陆实现量产的BGA公司有昆山南亚、苏州欣兴、苏州景硕、秦皇岛

臻鼎等台资,上海美维科技等美资,美龙翔、安捷利电子等港资,兴森快捷、深南

电路、越亚、丹邦、东莞康源电子、普诺威电子等内资;实现量产的FCBGA公司

则有重庆奥特斯1家。

笔者估算,2017年中国大陆载板产出约11.5亿美元,占全球16%,已经占据一

席之位;内资产出约3亿美元,占全球4%,未来成长空间很大。

2.3 全球主要载板制造商产品市场布局分析

基于半导体封装载板实际制造的难易程度和市场规模、发展趋势(和常见的的分类

完全不同),把载板分为以下三类:

(1)入门类:包括BOC、PBGA、CSP、SiP、简单的FCCSP(Tenting/MSAP

工艺)等。

(2)一般类:包括一般的FCCSP(SAP工艺)、ETS、EPS、一般的FCBGA

(非CPU类)等

(3)高端类:包括复杂的FCCSP(EAD/PLP等)、复杂的FCBGA(CPU类)

等。

综上,制作图3所示的全球13家载板制造商核心产品布局图,供参考和指正。

图3 全球主要载板制造商核心产品布局图

参考文献

【相关文献】

[1]杨宏强.全球半导体产业现状分析[J].电子与封装,2014,10:24-26.

[2]杨宏强.全球PCB百强企业的变迁与演进[J].印制电路信息,2017,10:16-21.各公司官网和年报.


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