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2024年我国集成电路封测行业发展现状分析及未来发展趋势预测

报告发布方:中金企信国际咨询《2024-2030年集成电路封测市场竞争力分析及投资战略预测研发报告

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1.集成电路封测概况

从集成电路行业发展历史来看,早期的集成电路企业大多选择纵向一体化(IDM)的组织架构,即企业内部可完成设计、制造、封装和测试等所有集成电路生产环节。这样的组织架构使得IC企业具有技术转化效率高、新产品研制时间较短等优势,但同时也有资产投入重、资金需求量大、变通不畅等缺点。

20世纪90年代,随着全球化进程加快、国际分工职能深化,以及集成电路制程难度的不断提高,集成电路产业链开始向专业化的分工方向发展,逐渐形成了独立的半导体设计企业、晶圆制造代工企业和封装测试企业。

集成电路芯片对使用环境具有较高的要求,不能长时间裸露在外部环境中。空气中的杂质、腐蚀性气体甚至水蒸气都会腐蚀集成电路芯片上的精密蚀刻电路,导致性能下降或者失效。为了防止外部环境对芯片的损害,就必须用特定工艺将集成电路芯片包裹起来。集成电路封装,就是用特定材料、工艺技术对芯片进行安放、固定、密封,保护芯片性能,并将芯片上的接点连接到封装外壳上,实现芯片内部功能的外部延伸。集成电路芯片封装完成后,需要进行性能测试,以确保封装的芯片符合性能要求。通常认为,集成电路封装主要有电气特性的保持、芯片保护、应力缓和及尺寸调整配合四大功能。

 

根据《中国半导体封装业的发展》,迄今为止全球集成电路封装技术一共经历了五个发展阶段。当前,全球封装行业的主流技术处于以CSP、BGA为主的第三阶段,并向以系统级封装(SiP)、倒装焊封装(FC)、芯片上制作凸点(Bumping)为代表的第四阶段和第五阶段封装技术迈进。

 

20世纪70年代开始,随着半导体技术日益成熟,晶圆制程和封装工艺进步日新月异,一体化的IDM公司逐渐在晶圆制程和封装技术方面难以保持技术先进性。为了应对激烈的市场竞争,大型半导体IDM公司逐步将封装测试环节剥离,交由专业的封测公司处理,封测行业变成集成电路行业中一个独立子行业。

2.全球集成电路封测产业状况

在半导体产业转移、人力资源成本优势、税收优惠等因素促进下,全球集成电路封测厂逐渐向亚太地区转移,目前亚太地区占全球集成电路封测市场80%以上的份额。根据中金企信统计数据,全球集成电路封测市场长期保持平稳增长,从2011年的455亿美元增至2020年的594亿美元,年均复合增长率为3.01%。

 

数据整理:中金企信国际咨询

3.我国集成电路封测产业状况

同全球集成电路封测行业相比,我国封测行业增速较快。根据中国半导体行业协会统计数据,2009年至2020年,我国封测行业年均复合增长率为15.83%。2020年我国封测行业销售额同比增长6.80%。

 

数据整理:中金企信国际咨询

同集成电路设计和制造相比,我国集成电路封测行业已在国际市场具备了较强的竞争力。2020年全球前10名封测龙头企业中,中国大陆地区已有3家企业上榜,并能够和日月光、安靠科技等国际封测企业同台竞争。随着我国集成电路国产化进程的加深、下游应用领域的蓬勃发展以及国内封测龙头企业工艺技术的不断进步,国内封测行业市场空间将进一步扩大。

4.集成电路封测行业发展趋势

集成电路进入“后摩尔时代”,先进封装作用突显

在集成电路制程方面,“摩尔定律”认为集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。长期以来,“摩尔定律”一直引领着集成电路制程技术的发展与进步,自1987年的1um制程至2015年的14nm制程,集成电路制程迭代一直符合“摩尔定律”的规律。但2015年以后,集成电路制程的发展进入了瓶颈,7nm、5nm、3nm制程的量产进度均落后于预期。随着台积电宣布2nm制程工艺实现突破,集成电路制程工艺已接近物理尺寸的极限,集成电路行业进入了“后摩尔时代”。

“后摩尔时代”制程技术突破难度较大,工艺制程受成本大幅增长和技术壁垒等因素上升改进速度放缓。根据中金企信数据统计,28nm制程节点的芯片开发成本为5,130万美元,16nm节点的开发成本为1亿美元,7nm节点的开发成本需要2.97亿美元,5nm节点开发成本上升至5.4亿美元。由于集成电路制程工艺短期内难以突破,通过先进封装技术提升芯片整体性能成为了集成电路行业技术发展趋势。

先进封装将成为未来封测市场的主要增长点

随着5G通信技术、物联网、大数据、人工智能、视觉识别、自动驾驶等应用场景的快速兴起,应用市场对芯片功能多样化的需求程度越来越高。在芯片制程技术进入“后摩尔时代”后,先进封装技术能在不单纯依靠芯片制程工艺实现突破的情况下,通过晶圆级封装和系统级封装,提高产品集成度和功能多样化,满足终端应用对芯片轻薄、低功耗、高性能的需求,同时大幅降低芯片成本。因此,先进封装在高端逻辑芯片、存储器、射频芯片、图像处理芯片、触控芯片等领域均得到了广泛应用。根据中金企信统计数据,中国先进封装市场规模到2026年将达到76亿美元,年复合增长率为6.2%,相比于其他国家增长最快。

根据预测数据,全球先进封装在集成电路封测市场中所占份额将持续增加,2019年先进封装占全球封装市场的份额约为42.60%。2019年至2025年,全球先进封装市场规模将以6.6%的年均复合增长率持续增长,并在2025年占整个封装市场的比重接近于50%。与此同时,预测2019年至2025年全球传统封装年均复合增长率仅为1.9%,增速远低于先进封装。

 

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