我国封装测试行业应用领域技术需求、市场竞争、企业规模及技术对比情况

2021-07-02 05:54

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随着半导体技术创新发展，高端封装产品如高速宽带网络芯片、多种数模混合芯片、专用电路芯片等需求不断提升，封测行业持续进步。根据《中国半导体封装业的发展》，全球封装技术经历五个发展阶段。当前，全球封装行业的主流处于以第三阶段的CSP、BGA封装为主，并向第四、第五阶段的SiP、SoC、TSV等封装迈进。

集成电路封装技术发展历程

阶段	时间	封装形式	具体典型的封装形式
第一阶段	20世纪70年代以前	通孔插装型封装	晶体管封装（TO）、陶瓷双列直插封装（CDIP）、塑料双列直插封装（PDIP）、单列直插式封装
第二阶段	20世纪80年代以后	表面贴装型封装	塑料有引线片式载体封装（PLCC）、塑料四边引线扁平封装（PQFP）、小外形表面封装（SOP）、无引线四边扁平封装（PQFN）、小外形晶体管封装（SOT）、双边扁平无引脚封装（DFN）
第三阶段	20世纪90年代以后	球栅阵列封装（BGA）	塑料焊球阵列封装（PBGA）、陶瓷焊球阵列封装(CBGA)、带散热器焊球阵列封装（EBGA）、倒装芯片焊球阵列封装（FC-BGA）
		晶圆级封装(WLP)
		芯片级封装（CSP）	引线框架型CSP封装、柔性插入板CSP封装、刚性插入板CSP封装、圆片级CSP封装
第四阶段	20世纪末开始	多芯组装（MCM）	多层陶瓷基板（MCM-C）、多层薄膜基板(MCM-D)、多层印制板（MCM-L）
		系统级封装（SiP）
		三维立体封装（3D）
		芯片上制作凸点（Bumping）
第五阶段	21世纪前10年开始	系统级单芯片封装（SoC）
		微电子机械系统封装（MEMS）
		晶圆级系统封装-硅通孔（TSV）
		倒装焊封装（FC）

数据来源：观研天下整理

随着新应用需求的不断发展，各类封装形式不断应用到消费电子、信息通讯、智能家居、物联网、工业应用、汽车电子、航天军工等多个重点领域。

封装测试各类技术的市场需求

需求市场	产品名称	采用封装形式
消费电子	智能移动终端（智能手机、平板电脑、笔记本电脑）、便携式电子产品（耳机、播放器、蓝牙音箱、电子书等）、智能穿戴（智能手表、定位追踪、AR/VR眼镜）、游戏机、无人机、AC/DC电源、LED照明等	DIP、SOP、SOT、QIPAI、CPC、DFN/QFN、BGA、QFP/LQFP、CSP、WLCSP、LGA等
信息通讯	5G宏基站、5G微基站、5G-CPE、射频功放器件、数据中心、大数据存储器、服务器、交换机、路由器、无线传输设备、终端设备（网关、调整解调器、光纤终端、WiFi接入设备）等	SOP、TSSOP、SOT、QFP/LQFP、QFN/DFN、LGA、MCM、BGA、SiP、TSV、CPC等
智能家居	家庭影院/娱乐、扫地机器人、空气净化器、空调、冰箱、洗衣机、厨房电器、小家电等	QFN、DFN、LQFP、DIP、SOT、SOP、CPC、Qipai等
物联网	电子标签、传感器（生物识别、消防安全等）、传动器、状态监测设备、计量仪器、NB-IoT（水电气三表）、无线接入模块、人工智能等	SOP、SOT、CPC、DFN/QFN、BGA、QFP/LQFP、CSP、LGA等
工业应用	工业机器人、工厂自动化、智能电网、电力设备、医疗器械、智能楼宇、安防监控、智慧交通、照明与控制、测试与检验仪器、太阳能、变频器、工业设备、电子销售终端等	DIP、SOP、SOT、DFN/QFN、BGA、QFP/LQFP、LGA、CPC、Qipai等
汽车电子	车联网、无人驾驶、ETC、新能源汽车电池安全管理、汽车电机控制和驱动、车载信息娱乐系统、汽车照明等	DIP、SOT、SOP、BGA、SiP、TSV、DFN/QFN、QFP/LQFP等
航天军工	航空电力系统、航天装载平台、飞行控制与管理、动力总成和能源管理、武器控制系统	金属封装、陶瓷封装等

数据来源：观研天下整理

不同应用领域对主要封装技术、封装产品的产品性能、技术要求、研发难度

应用领域	对应封装	产品性能、技术要求	研发难度
消费电子、信息通讯、智能家居、物联网、工业应用、汽车电子	SOP	可靠性等级满足MSL3	产品结构简单，研发难度低
	SOT	可靠性等级满足MSL3-MSL1	产品尺寸较小，特别是TSOT等类型产品，由于产品较正常产品更薄，提高了可靠性要求，研发难度中等
	DIP	可靠性等级满足MSL3	产品结构简单，研发难度低
	QFN/DFN	可靠性等级满足MSL2-MSL1	个性化程度高，多为客户定制化产品，可靠性要求高，特别是客户超小超薄的尺寸要求，对满足产品可靠性提出挑战，研发难度大
	Qipai	可靠性等级满足MSL3	自主设计的封装类型，采用高密度大矩阵设计，对设计能力要求较高，需要考虑引线框架制造和封装制程，特别是塑封流道设计、切筋模具设计等问题，研发难度中等
	CPC	可靠性等级满足MSL3-MSL1
	LQFP	可靠性等级满足MSL3-MSL1	引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，产品可靠性要求高，共面性难控制，研发难度大
	FC	无引线焊接的低时延封装，可靠性等级满足MSL3-MSL1	产品差异化较大，多为客户定制化产品，要解决凸点制作的难题以及焊接问题，可靠性要求高，研发难度大
	SIP	低功耗和低噪声系统级连接，可靠性等级满足MSL3-MSL1	多个有源器件及无源器件集成，前期需要进行大量的仿真模拟、结构设计等工作，需要有2D、3D、TSV的技术以及基板多层布线的技术支持，由于产品可靠性要求高，制程工艺要求较高，研发难度非常高
	BGA	基板阵列引出脚，可靠性等级满足MSL3-MSL1	用于多I/O数产品，需要专用软件设计PCB，进行仿真热仿真和应力仿真，属于基板封装，可靠性要求高，研发难度较大
信息通讯中的5G通讯	QFN/DFN	可靠性等级满足MSL2-MSL1	5G应用由于其高频率、高功率、高功耗、高散热的工作要求，研发难度大
航天军工	金属封装、陶瓷封装	要求气密性封装、无粒子、无污染、高可靠性	军事和航空使用环境苛刻，该应用领域商业价值高、政治意义大，使用金属或陶瓷材料，要求气密性封装，对焊接强度、墙体内污染、粒子残留、防空中射线等有很高的要求，且有专门的国家标准，研发难度非常高

数据来源：观研天下整理

因此，从市场整体上来看，芯片产业链中技术含量较高的芯片设计为我国集成电路第一大细分行业，在2020年中国集成电路产值中芯片设计产值在三大行业中占比42.70%，整体产业结构趋于完善。随着上游高附加值的芯片设计产业的加快发展，也推进了处于产业链下游的集成电路封装测试行业的发展。近年来，我国集成电路封装测试业发展迅速，2020年集成电路封装测试销售额达2509.50亿元，同比增长6.80%。

2013-2020年我国封装测试市场规模及增长情况

数据来源：观研天下整理

封装测试是中国大陆集成电路发展最为完善的板块，技术能力与国际先进水平比较接近，其中长电科技、通富微电和华天科技已进入全球封装测试企业前十强。根据资料显示，2019年国内封装测试前十名企业中，我国内资企业占3席。在市场份额占比中，内资企业、外资企业、合资企业销售额占比分别为62.05%、34.17%、3.78%，封测环节已成为本土半导体产业链最为成熟的领域，我国封测市场已形成内资企业为主的竞争格局。

2019年中国半导体封装测试前十大企业

排名	企业名称	2019年销售额	类型
1	江苏长电科技股份有限公司	235.6	内资
2	南通华达微电子集团有限公司	225.1	内资
3	天水华天电子集团	97.4	内资
4	恩智浦半导体	81.8	外资
5	威讯联合半导体（北京）有限公司	61.9	外资
6	三星电子（苏州）半导体有限公司	60	外资
7	海太半导体（无锡）有限公司	38.9	外资
8	安靠封装测试（上海）有限公司	37.7	外资
9	全讯射频科技（无锡）有限公司	34	合资
10	晟碟半导体（上海）有限公司	27	外资

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2019年中国半导体封装测试前十大企业市场份额情况

数据来源：观研天下整理

从企业综合实力来看，我国封装测试生产厂商可以分为三个梯队，第一梯队具有较强的技术、市场和资金优势，代表企业有长电科技、华天科技、通富微电等；第二梯队拥有较强的研发和技术能力，以气派科技等为代表的中等规模企业；第三梯队则是数量众多的中小型企业。

我国封装测试行业竞争格局

类型	主要特征	主要优势	代表厂商
第一梯队	规模大、综合实力强、引领行业技术和产品创新，高效、严格的品质管理体系；外资企业以BGA、CSP、WLCSP、FC、 MEMS、Bumping、TSV等为主，内资企业在先进封装产品市场已占有一定比例	技术、市场和资金优势	长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技及安靠、日月光等在国内设立的封装测试企业
第二梯队	规模中等、具备较强的技术实力和完整的品质管控体系，专注于技术应用和工艺创新，以DIP、SOT、SOP、QFP、QFN/DFN等系列产品为主，逐步向BGA、CSP、FC、TSV等先进产品延伸	拥有较强的研发和技术能力，具有完善的生产与质量管理体系；产品性价比高、竞争力强	以气派科技等为代表的中等规模企业
第三梯队	规模较小、技术或生产管理能力一般，主要以TO、DIP、SOP等产品为主	无明显优势	数量众多的中小型企业

数据来源：观研天下整理

我国封装测试行业主要企业经营情况及市场地位比较

数据来源：观研天下整理

掌握一种封装形式、封装技术需要封测企业具备相关的技术、人才、工艺、知识产权储备，需要具备对应的研发经验、先进的工艺流程管理、良好的品质控制体系，是企业整体技术实力的体现。一定程度上，封测企业所能掌握的封装形式、封装技术的种类的丰富程度能够反映企业的整体技术水平。

我国封装测试行业主要企业的封装形式、封装技术对比情况

数据来源：观研天下整理（WYD）

          更多深度内容，请查阅观研报告网：
        《2021年中国封装测试市场分析报告-行业供需现状与发展商机前瞻》
        《2021年中国半导体封装测试市场分析报告-行业规模现状与发展趋势预测》

        行业分析报告是决策者了解行业信息、掌握行业现状、判断行业趋势的重要参考依据。随着国内外经济形势调整，未来我国各行业的发展都将进入新阶段，决策和判断也需要更加谨慎。在信息时代中谁掌握更多的行业信息，谁将在未来竞争和发展中处于更有利的位置。

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