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晶方科技深度解析CIS铸就晶圆级封装龙头

来源:平板车 时间:2023/1/12
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(报告出品方/作者:申万宏源研究,杨海燕)

1.传感器封测龙头,聚焦晶圆级先进封装技术

1.1公司概况:专注高端封装,具有领先的TSV工艺

国内稀缺的晶圆级封测龙头公司,专注高端封装。晶方科技为国内晶圆级封测龙头,为大陆首家、全球第二大,能为影像传感芯片提供晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)量产服务的专业高端封测服务商,同时具备8英寸、12英寸晶圆级芯片尺寸封装技术量产能力。公司在成立之初,就获得了Shellcase的ShellOP和ShellOC等晶圆级芯片尺寸封装技术的技术支撑,并得到Shellcase技术许可,引进这两项技术后,公司对先进封装技术进行消化吸收,成功研发拥有自主知识产权的超薄晶圆级芯片封装技术、MEMS和LED晶圆级芯片封装技术,成功地将WLCSP封装的应用领域扩展至MEMS和LED。目前晶方拥有全球最大的12英寸CSP封装产线,在晶圆级封装领域取得先发优势。公司主要客户包括豪威、格科微,索尼、思特威、晶电、汇顶科技等传感器领域国际企业。

丰富的技术积累以及技术商业化应用经验。晶方科技(前身为苏州晶方半导体科技)成立于年6月,成立时便获得了股东EIPAT提供的晶圆级芯片尺寸封装ShellOP和ShellOC技术授权,为中国大陆最早获得该项技术许可的公司,并于年建立了中国大陆第一个晶圆级封装工厂。公司采用的晶圆级芯片尺寸封装能更好满足产品“短、小、轻、薄”的需求,依靠技术优势快速打入市场,并在手机摄像头领域实现规模化量产,在年3月,豪威成为公司股东并给予大量订单,公司在完成豪威订单的过程中进一步实现了其封装技术的进步和突破。

公司年顺利建成全球第一条12英寸传感器用硅通孔晶圆级先进封装量产线进一步扩大全球领先优势,并于年成功在上交所挂牌上市。同年公司收购智瑞达电子,其为德国半导体制造商奇梦达的苏州封测工厂,将业务延伸至汽车影像传感器封装领域。年公司收购位于荷兰的Anteryon公司,将业务延伸至光电传感系统。年公司募资加速扩产1.5万片/月12英寸TSV产能,进一步巩固全球领先地位。

公司拥有WLCSP、TSV等先进封装技术,同时具备8英寸、12英寸晶圆级芯片尺寸封装技术规模量产封装能力。基于硅通孔(TSV)的三维封装技术为是超越摩尔定律的主要解决方案,是未来半导体封装技术发展趋势。WLCSP封装是硅通孔技术的基础,两者工艺十分相似,公司通过WLCSP封装技术(尤其是Shellcase系列WLCSP)的掌握,快速的实现了TSV封装技术的突破。年,公司顺利建成全球第一条12英寸传感器用硅通孔晶圆级先进封装量产线,引领整个行业技术革新,进一步扩大全球领先优势。

聚焦传感器领域。公司封装的产品主要包括影像传感器芯片、生物身份识别芯片、MEMS芯片等,相关产品广泛应用在智能手机、安防数码、身份识别、汽车电子、3D传感等市场领域。传感器芯片是一种将环境中的物理量转化为电学量的一类集成电路芯片,包含了光学,MEMS微机电,压力,加速度,磁场等不同功能传感器。随着智能设备的出现,传感器芯片持续高速成长,其中影像传感器(CIS)成长最快,在传感市场中的市场规模最大,其用量也持续快速增长,应用领域广泛分布于手机、安防、汽车、工业、医疗等多个领域,其中汽车,安防和医疗应用增长快速。年,随着远程办公、在线教育、无人值守等需求的规模化兴起,智能驾驶,医疗,5G及IOT的快速渗透加剧,公司所专注的新型光学传感器细分市场迎来了快速成长阶段。

公司目前暂无实控人,但股东支持力度较大。公司是由EIPAT(前身为Shellcase)、中新创投、英菲中新三方投资设立,成立初期为中外合资企业,而后外资股东EIPAT在完成技术转移后逐渐退出。目前第一大股东为苏州工业园区国资委直接持有公司股份22.66%,苏州工业园区国资委通过直接与间接的方式持有中新创投%的股权,前三大股东之间无一致行动关系。年12月,国家大基金为支持公司成为全球领先的传感器先进封装与制造企业,收购股东EIPAT所持公司部分股票,收购比例9.32%,收购价格31.38元/股,总价6.8亿元。

公司9名董事中,创投委派2名,大基金和EIPAT各派出一人,其余董事为共同委派或独立董事,不存在单一股东委派董事在董事会席位过半的情况,所以不存在实际控制人。苏州国资委支持力度较大,初创时中新创投入股EIPAT以促成其将WLCSP技术授权给公司;上市后,中新创投将年收购的智瑞达(原奇梦达苏州工厂)资产注入上市公司体内,以完善公司芯片级与模组集成化封装方面的技术;年,苏州国资委完全控股的园区经发与园区财政局成立园区产业基金,配合晶方科技,共同出资设立晶方产业基金(晶方科技占33%,政府基金占66%),以增强公司产业链投资整合能力。

股权激励绑定核心技术人员。公司在年向85名激励对象授予万股限制性股票,其中包括公司董事长王蔚在内的5名高管和另外80名核心技术人员。年,为进一步绑定核心技术人才,促进公司长期发展,公司向8名核心技术人员授予72万股限制性股票,其中首次授予80%,预留20%。本次激励计划的激励对象聚焦于核心技术人员,体现了公司对核心技术研发的重视。

年股权激励条件解读。首次授予的限制性股票价格为31.09元/股,其解除限售条件为-年净利润较年的增速分别不低于40%、65%、90%。若预留部分于年度授予的,则条件与首次授予相同,若预留部分于年度授予,-年净利润较年的增速分别不低于65%、90%、%。

1.2财务数据:高端封测景气向上,受益于CIS赛道盈利能力跨越式提升

业绩伴随下游行业景气度波动,盈利能力回升。公司营收从年2.71亿增长至年11.04亿,年复合增长率15.09%。公司归母净利润从年0.91亿增长至年3.82亿,年复合增长率15.44%。年上半年公司实现营收6.94亿元,同比增长52.63%,归母净利润2.68亿,同比增长71.66%;其中Q2单季度实现营收3.66亿元,归母净利润1.4亿元,单季度营收及利润规模均呈现环比持续增长的态势。

公司发展:年-年为成立后快速发展阶段,开拓大客户比亚迪、格科微、思比科等;-14年开始公司为苹果iPhone5s/6指纹识别芯片提供先进封装业务,盈利能力提升;年公司退出苹果产业链,营收和产能利用率都有所下降,导致业绩下降明显;年,依托指纹识别TSV封装业务,公司业绩小幅爆发;年苹果新一代机器弃用了指纹方案,以及智能手机出货整体下滑,手机行业进入低估期,公司产能利用率不足导致业绩承压;-现在,国内封测行业受5G、手机声学与光学等需求拉动,整体回温,公司产能利用率改善明显。此外,受益于手机多摄化趋势,其中副摄主要采用WLCSP技术足以满足其功能和像素要求,使公司WLCSP业务再次回暖,此外安防监控持续增长、汽车电子摄像应用兴起,公司封装出货量大幅增加。

营收贡献主要来自封装业务。年-年封装业务一直为公司核心业务,营收占比均在93%以上,封装业务长期以来对公司的毛利贡献超90%。设计业务主要是为客户设计能满足其要求的封装技术,每次设计收取一定数额设计费用。

专注晶圆级封测,毛利率净利率水平较高。公司产品主要采用晶圆级芯片尺寸封装技术、FC技术、2.5D/3D封装技术、扇出型封装等先进封装技术,属于毛利率净利率较高的先进封装技术。年公司财务指标下降主要因收购智瑞达资产,而其对应的芯片封装业务主要为非晶圆级,故利润水平较低,拉低了整体毛利率及净利率。公司年毛利回升至49.7%,相较于年提升10.7pct,净利率回升15.25pct至34.6%,主要受益于各下游需求景气度提升带动公司封装业务量价齐升。-年,虽然公司整体毛利率和净利率伴随下游行业景气度波动,但相对可比公司一直维持较高水平。年上半年,公司毛利率为53%,净利率为38.7%。

公司超过85%的产品为晶圆级封测产品,WLCSP技术需承接更多晶圆重置和CP测试等前道工艺,相比于传统封装技术难度较高,同时还需承担良率不达预期的风险,因此盈利水平也更高。而如国内封装龙头长电科技、华天科技及通富微电等公司其封装测试的应用范围涉及广泛,几乎包括半导体行业的全品类芯片封测,其中先进封装业务主要由各自旗下子公司展开,故毛利水平一般约20%左右,净利率通常在10%以下。

注重研发创新,维持晶圆级先进封装技术领先地位。公司期间费用率较高主要因研发费用占比较大,-年公司研发费用率维持在15%以上,年营收同比大幅增长96.9%,研发费用率有所下降为12.44%,但研发费用绝对金额仍保持增长。年上半年公司研发费用率为11.7%,继续保持较高研发投入。

2.需求端:CIS应用快速增长,光学赛道持续创新

晶圆级芯片尺寸封装技术的主要应用领域之一是传感器封装。其中CMOS传感器的封装因体积小、重量轻、集成度高的要求,需大规模采用晶圆级封装技术。根据FrostSullivan统计,年全球图像传感器市场规模增长至.7亿美元。而CMOS图像传感器占比增长至83.2%,其出货量为63.6亿颗,市场规模达.4亿美元,分别较年度增长了21.4%和29.0%,其-年市场规模和出货量CAGR分别达到16.5%和17.0%。此外,得益于智能手机、汽车电子等下游应用驱动,预计未来全球CMOS图像传感器市场仍将保持较高的增长率,年由于新冠疫情导致终端销量增速放缓,但长期来看,预计到年全球出货量达到91.1亿颗,市场规模将达到.4亿美元,-年分别实现7.5%和7.6%的年均复合增长率。

目前,手机是CMOS图像传感器的主要应用领域,其他主要下游应用还包括平板电脑、笔记本电脑等其他电子消费终端,以及汽车电子、安防监控设备、医疗影像等领域。根据FrostSullivan统计,年,全球智能手机及功能手机CMOS图像传感器销售额占据了全球73.0%的市场份额,平板电脑、笔记本电脑等消费终端CMOS图像传感器销售额占据了全球8.7%的市场份额。至年,新兴领域应用将推动CMOS图像传感器持续增长,但在多摄趋势与摄像头性能提升趋势的双重推动下,手机用CMOS图像传感器仍将保持其关键的市场地位。

高像素芯片主要应用于手机,低像素芯片广泛应用于各个下游领域。

1)智能手机:像素要求为2-M,注重像素尺寸与像素数量。5G时代手机用户对智能手机的拍摄功能有很高的需求,智能手机的拍摄功能,包括分辨率、清晰度、美观度和全场景适应能力,已成为智能手机的核心亮点,因此对主摄CIS的超高像素的要求非常高。但由于主要的摄像功能(如高清晰度、长焦、广角等)在1~2个摄像头上已经能够完成,手机副摄更注重CIS芯片的功能性比如超广角、景深、微距、白平衡等,大部分增加摄像头为一些像素相对较低的,使得手机厂商能够在快速加大三摄、四摄渗透率的同时又较好的控制了摄像头模组的成本。

2)安防监控:像素要求为2-8M,在意信噪比、NIR。需要在可见光不足、暴晒高温以及其他各类的苛刻环境条件下保持长时间正常工作,除常规参数达到基本要求外,其最重要的技术参数包括信噪比、HDR和量子效率,同时对耗电量、极端温度条件工作性能等也有较高的要求,但对像素要求较低,目前通常为千万像素以下。

3)机器视觉:像素要求为0.3~16M,对性能参数要求的维度差异比较大。应用场景比较丰富,如高速应用场景对快门速度要求很高,需要图像传感器具有很高的帧率以避免高速场景下的误判导致事故发生。而对于如扫地机器人中用于测距的CMOS图像传感器而言,由于有3D成像的需求,所以其对HDR、感光度等特殊参数有一定的要求。

4)汽车电子:像素要求为1-8M,注重动态范围、帧率、灵敏度。目前主流车厂基本都以中低像素摄像头来实现自动驾驶功能,如特斯拉用了成本非常低的自研1.2M摄像机就实现了L2+级别的自动驾驶;小鹏P7搭载了14个摄像头,基本都在1M-2M;传统主机厂代表奔驰S级主要用1.2-2M。目前车规级最高规格为8M摄像头,目前国内蔚来ET7、款理想ONE极氪等车型在使用。

2.1手机:多摄像头趋势下低像素CIS需求提升,光学型屏下指纹进一步渗透

手机是CMOS图像传感器的主要应用领域之一,手机市场的发展也直接决定了CMOS图像传感器的需求空间。目前智能手机的市场份额随着其普及程度的日益提高而逐步提升,而功能手机的市场份额也随之萎缩。在智能手机领域,全球市场经历了多年的快速发展,目前已进入存量时代,全球出货量存在小幅回调,预计随着5G应用的普及和新兴市场的需求增长,全球智能手机市场将有所转暖,未来全球智能手机市场将维持平稳增长态势。根据FrostSullivan统计,全球智能手机出货量在年至年处于爆发期,实现了25.6%年均复合增长率,此后市场增速放缓,年以来略有回调,预计年全球出货量将稳步上升至13.6亿部,年至年间的年均复合增长率为3.2%。

手机摄像头需求提升带动CIS数量增长。从年单摄手机问世,到年双摄手机推出,再到年后置四摄手机发布,单部手机的摄像头数量持续增加,目前单部手机摄像头配置数量可达到6个甚至更多。而摄像头数量与其中元器件数量成正比,因此直接带动了CMOS图像传感器需求的增加。

多摄趋势持续向下渗透。根据FrostSullivan统计,全球智能手机后置双摄及多摄(三摄及以上)的渗透率呈现持续上升趋势。后置双摄智能手机自年初具规模以来,于年渗透率达到高峰,占据40.0%的份额。此后,后置三摄及以上的多摄智能手机逐渐成为市场主流,预计至年,后置双摄及多摄智能手机渗透率合计将达到98.0%。

与此同时,平均单部智能手机所搭载的摄像头数量也在逐年上升,自年的2.0颗上升至年的3.4颗,年均复合增长率达到14.3%,此后预计将以年均7.3%的增长率上升至年的4.9颗。智能手机摄像头搭载数量的增加直接带动了CMOS图像传感器市场需求的上升,在智能手机市场进入存量时代后,多摄趋势为CMOS图像传感器市场注入了强大的发展动能,使其有望实现显著高于手机市场的增长速率。在多摄方案下,通常采取高、中、低性能摄像头组合配置的方式,以实现不同拍摄功能的叠加与互补。通常,主流多摄智能手机采取前置1-3个摄像头、后置2-5个摄像头的配置。

由于主要的摄像功能(如高清晰度、长焦、广角等)在1~2个摄像头上已经能够完成,因此对于三摄和四摄手机来说,大部分增加的摄像头是一些像素相对较低的(比如万像素)摄像头,使得手机厂商能够在快速加大三摄、四摄渗透率的同时又较好的控制了摄像头模组的成本增加。而较低像素的摄像头较多的采用CSP/TSV的封装工艺。因此,三摄、四摄趋势对于CIS封测的影响主要集中在较低像素CMOS芯片的CSP/TSV封装上面。

多摄趋势与摄像头性能提升趋势的双重推动下,手机CMOS整体增长保持稳健。根据FrostSullivan统计,年,全球手机CMOS图像传感器出货量为49.3亿颗,市场规模达到.8亿美元,较年分别实现了17.5%和18.2%的年均复合增长率。至年,全球手机CMOS图像传感器出货量将达到67.8亿颗,市场规模达到.1亿美元,年均复合增长率分别为6.6%和6.3%,显著高于全球智能手机市场增速。

摄像头像素升级驱动CMOS规格提升。高清一直是手机摄像头的首要需求,伴随着手机光学系统升级的持续,手机摄像头在像素方面不断叠加升级。高像素摄像头通常承担智能手机中主摄像头的功能,决定了手机拍照成像的清晰度与真实度。目前,主流智能手机品牌旗舰机型的主摄像头像素水平已达到4,万至6,万,甚至部分机型已采用了1亿像素的摄像头,终端用户对于更强拍照性能的追求推动了CMOS图像传感器向着更高像素的方向不断发展。其中:

1)万像素以下:主要应用于功能手机和部分智能手机摄像头,经历了下游市场需求的小幅增长后,至年市场出货量已回落至6.0亿颗,预计随着手机拍照性能的不断提升,至年,万以下像素的出货量将进一步萎缩;

2)万像素:主要应用于功能手机和部分智能手机,承担景深摄像、微距摄像职能的副摄像头广泛地使用了万像素配置,年为8.0亿颗,预计年达到14.3亿颗,年复合增长率达12.3%,增速仅次于4万像素以上;

3)万至万像素:中低端智能手机的主摄像头,自年以来便占据了最为主要市场份额,其出货量从年的5.3亿颗增长至年的24.5亿颗,年均复合增长率达到24.4%,预计年达到28.3亿颗,年复合增长率达2.9%;

4)万像素至4万像素:应用于多数旗舰款智能手机的主摄配置,近年来保持着较高的增速,自年以1.1亿颗的出货量在市场上初具规模以来,至年出货量已快速增长至10.6亿颗,预计至年出货量达到15.9亿颗,年均复合增长率达8.4%;

5)4万像素以上:作为快速增长的高阶产品成为市场主流供应商未来竞争的主战场,出货量预计将从年的0.2亿颗增长至年的6.0亿颗,年均复合增长率达97.4%,增速在所有像素里最快;

全球CMOS行业呈现寡头垄断态势,价值量来看索尼、三星合计超60%份额。根据FrostSullivan统计,以出货量口径,年市场份额排名前五的供应商合计占据了96.0%的市场份额,而按销售额口径来看三星+索尼合计超60%。目前来看只有索尼、三星、豪威具有48M以上CIS设计能力,其中由于CIS芯片的像素层的设计工艺类似于模拟芯片,对制造工艺的要求较高,所以索尼、三星等龙头企业均采用IDM模式开发周期较短,而豪威、格科微等中国企业多采用Fabless模式,制程升级方面较为灵活。其中封测方面,目前全球CIS封测产能集中在中国,包括中国大陆的晶方科技、华天科技和中国台湾的精材、胜丽(被同欣电收购)等。

手机除图像传感器外,指纹识别芯片领域也为近年增速较快领域。

近年来随着智能手机全面屏时代开启,手机屏幕越来越大,消费者对屏幕占比要求越来越高,为了更多的节约手机屏占空间,屏下指纹识别成为全面屏手机指纹识别的新选择。屏下指纹识别技术主要利用光学、超声波等穿透技术,穿透各种不同的材质,从而达到识别指纹的目的。该技术无需手指与指纹采集模块直接接触,因此能保证屏幕的完整性。同时,屏下指纹识别更加稳定,适应不同的使用环境,可以较大程度地降低手指污垢、油脂以及汗水对解锁的影响。由于电容式指纹识别技术的穿透能力较差,在这种模式下难以实现指纹的采集。年为屏下光学指纹识别技术规模商用元年,国内前四大手机品牌厂商华为、小米、OPPO、vivo均推出了屏下指纹手机,随着屏下指纹识别技术不断成熟与愈加完善,光学指纹技术也会随之渗透到各大品牌厂商的主要机型,成为智能终端寻求差异化的一个重要方式,掀起指纹识别芯片的又一轮浪潮。

根据IHSMarkit预计,年光学型屏下指纹市场规模约为1亿美元,还处于较低水平,到年预计达到4亿美元左右。在出货量方面,年手机光学式屏下指纹出货量达到1.8亿颗,预计到年达到5亿多颗,增长迅猛,市场空间广阔。随着全面屏设备成为潮流趋势,电容式指纹识别逐渐退出历史舞台,屏下光学指纹识别方式将会应用更多。

2.2汽车:车载CIS景气向上,ADAS带动量价齐升

受益于汽车倒车影像、防碰撞系统、更高级别的ADAS搭载量的增加,以及未来自动驾驶技术的突破和发展,汽车摄像头的用量显着增长。随着智能汽车的发展,车载摄像头单车所需数量也同步增长,L1/L2级别所需量为3颗,L3级别数量上升至6颗,L4/L5级别的智能汽车将搭载约11-15颗车载摄像头1,需求量将呈倍速增长。据TSR数据,到年全球车载摄像头出货量已增至1.65亿颗。车载CIS市场规模与汽车产量与单车车载摄像头搭载数量紧密相关,据Yole统计,汽车用CIS市场规模在年为17.34亿美元,同比增长10.4%,我们预计未来车载CIS将是全球CIS各主要应用市场中增速最快领域之一。

CIS是车载摄像头的核心部件。车载摄像头硬件构成成本中,CIS占比高达50%,成本占比高的原因有1)CMOS芯片在摄像头硬件中属于技术壁垒最高,工艺最复杂的硬件,产品价值量最高,因此与其余硬件相比成本更高;2)CIS硬件主要由晶圆、封测与彩色滤光片组成,以年豪威的成本结构为例,晶圆与封测两部分占CIS生产成本的91.8%。晶圆和封装测试一直面临产能紧缺问题,代工价格逐年上涨。晶圆和封测价格的上涨造成CIS生产成本上涨从而导致CIS产品价格上涨。

摄像头搭载数量增加+高阶像素迈向高阶,单车CIS价值量大。相比于手机,汽车CIS需满足更苛刻的条件,要求具备-dB的高动态范围,能在-40-℃下正常运行,具备较好的夜视能力并解决交通信号灯识别、LFM和伪影等问题。因此同像素的情况下,汽车CIS价值量高于手机CIS,1-2M单颗价格在3-8美金左右,8M的量产单价在10美金以上甚至高于手机48M。根据安森美数据,L2级汽车的传感器总成本达美金,其中摄像头占比约40%为40美金;L3级汽车的传感器总成本达美金,摄像头占比50%约美金;L4级汽车的传感器总成本达美金,摄像头占比44%约美金。根据英飞凌数据,L2、L2+、L4/L5级汽车的摄像头模组价值分别在64-90、-、-美金左右。综上信息预测,目前的单车CIS价值在10美金上下,而未来的L4/5级单车CIS价值量则超过美金,空间巨大。

受益于搭载数提升、单颗价值量提升以及ADAS车出货量增长迅速,年车载CIS市场有望超41亿美元。据Yole预计,ADAS车用摄像头模组市场规模在年为35亿美元,预计到年增长至81亿美元,-CAGR达18%。按摄像头模组中CIS价值占比约50%估算,预计年ADAS车用CIS高达41亿美元市场规模。

安森美占据龙头地位,豪威等老牌消费级CIS大厂迎头追赶。国内以豪威科技、格科微为代表的自主厂商有望在车规级CIS领域实现进口替代。根据Courtpoint数据统计,年全球车载CIS市场份额前三的厂商分别为安森美(60%)、豪威科技(29%)、索尼(3%)。目前车载CIS大致分为三个阵营:

1)安森美:年在车载CIS市场占有率达到60%,主要得益于三次战略收购。年安森美收购赛普拉斯CMOS图像传感器业务部;年4月收购图像传感器设备制造商TruesenseImaging;年8月收购AptinaImaging,通过三次收购安森美在图像传感器方面积累超过项成像专利、多类传感器产品和完整的供应链。TruesenseImaging拥有赖拜耳博士发明的拜耳列阵,拜耳列阵作为彩色图像传感器设计的基础,给安森美提供强大的技术支持。Aptina则是全球摄像机单芯片、首款汽车专用CMOS图像传感器的制造商。但随着豪威成像技术的创新和索尼三星等老牌消费级CIS厂商的进入,安森美在汽车CIS的市场份额预计逐渐减少。

2)豪威:车载CIS市场排名第二,且在-年间市场份额上升9%。主要因豪威4年进入车载CIS市场,历史积累深厚,产品线齐全,旗下汽车CIS产品覆盖30万-万像素,可满足市场现有需求;另一方面豪威拥有稀缺性技术专利,空间域曝光技术可解决高HDR和LFM问题,具有技术竞争优势。基于豪威的原始积累与技术创新,豪威未来有望在车载CIS市场与安森美平分秋色。

3)其他消费级CIS大厂:索尼于年正式进入车载CIS市场,三星于年计划进军车载CIS市场,索尼和三星进入时间较晚,市场份额占比小,但作为手机CIS的龙头厂商,CIS技术工艺高,进入汽车市场有一定的技术优势。

把握汽车智能化契机,打入车载CIS产业链的OSAT封测厂商大有可为。对于想要获得车规验证的车载CIS产业链OSAT封测厂商,需面临数轮次AEC-Q认证,而单轮次认证周期就需要1-2年时间。较长的认证周期筑起高准入门槛,保障了封测厂商的先发优势。在头部厂商里,三星和索尼为IDM模式,安森美为Fab-lite模式,由此推测,目前全球车载CIS产业链的OSAT订单需求主要来自于豪威,随着车载CIS赛道未来竞争逐渐激烈,预计安森美、索尼等龙头厂商或将部分订单外包封测,OAST模式在车载CIS封测环节占比有望大幅提升。

2.3安防:新技术催生应用新场景,CIS需求稳定提升

安防领域仍将保持快速增长,CIS需求也将同步提升。过去10年全球视频监控摄像头的数量经历了爆发式的增长,根据IHS的数据,年全球监控摄像头出货量不到0万套,到年已经超过1亿套,年近2亿套。未来随着物联网普及为监控摄像机不断发展,物联网的出现使得监控摄像机不再局限于机场、火车站、银行和办公楼等企业应用,它们已经成为零售企业、智能城市和智能家居的重要组成部分,用于收集和分析大数据。受益于全球安防行业的不断成长,全球安防监控类CIS市场空间快速增长。根据Yole预测,年安防CIS出货量将增长至2.36亿颗,全球CIS市场规模增长到12.86亿美元,保持较快增长。

5G+AIoT,新技术催生安防应用新场景。早期安防产品多应用于街道、企业、园区等大型场景中,如今随着居民经济收入和生活水平的提高,消费级安防市场也迅速扩大。相比于4G,5G具有高带宽、低延时、广连接的特点,这也让安防视频采集从“看得见”向“看得清”转变。此外,物联网技术的发展带动了终端数量的爆炸式增长,并推进音视频通信向高清化、智能化、多态化和泛在化演进。随着人工智能的算法开源、场景落地、应用深化,以及AIoT+安防的新需求、新场景、新产品的快速迭代,安防市场竞争开始进入下半场。

豪威和思特威在安防市场上处于领先。年出货量其分别占全球总出货量的29%,主要得益于本土产业链的优势,为世界安防产品排名前二位海康、大华的供应商。

3.供给端:晶圆级封装符合发展趋势,OSAT市场空间广阔

3.1摩尔定律逐渐放缓,未来成长在于先进封装

按封装芯片与基板的连接方式来划分,封装技术的发展主要分为5个阶段。

1)第一阶段:20世纪80年代以前(插孔原件时代),该时期封装的主要技术是针脚插装(PTH),其主要形式有SIP、DIP、PGA,缺点在于密度、频率难以提高,难以满足高效自动化生产的要求。

2)第二阶段:20世纪80年代中期(表面贴装时代)。

3)第三阶段:20世纪90年代进入了面积阵列封装时代。该阶段主要的封装形式有焊球阵列封装(BGA)、芯片尺寸封装(CSP)、无引线四边扁平封装(PQFN)、多芯片组件(MCM)。BGA使得占有较大体积的管脚被焊球所替代,芯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芯片小而封装大的根本矛盾。

4)第四阶段:进入21世纪,迎来了堆叠式封装时代,从原来的封装元件概念演变成封装系统,2.5D/3D、异构集成等封装形势不断发展。目前,全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期,PQFN和BGA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。

5)第五阶段:21世纪前10年开始,以MEMS、TSV、FC等为代表的先进封装技术带动整体封测行业发展。

先进封装发展方向在于减小面积或增加集成度。先进封装与传统封装以是否焊线来区分,采用引线框架和引线键合的形式进行芯片与基板连接的封装属于传统封装。先进封装有两种发展方向,一种方向是减小封装面积,使其接近芯片大小。主要的封装类型包括倒装封装(Flip-Clip),扇入型(Fan-In),扇出型(Fan-Out)封装,也即“MoreMoore”。另一种方向是增加封装内部的集成度,将多个Die封到一个封装内,以实现超越摩尔定律,即SiP封装,也就是“MorethanMoore”这一路线。

行业未来成长动能主要来自先进封装,TSV为其中增速最快领域。根据Yole预测,年先进封装的占比将提升至整体封测行业的49.4%。其中倒装为先进封装中最大市场,增速最快领域为TSV封装。年先进封装市场规模约为亿美元,其中倒装市场规模约亿美元,占比达80%,-年的CAGR为6%。其中Fan-out封装的-年CAGR高达22%,TSV的CAGR最快为24.4%,增速差异的本质原因在于下游应用领域的广度和成长性,Fan-out在智能机中能够实现大规模的应用,TSV则受益于CIS多场景拓展,以及手机多摄升级的需求。

晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)是将芯片尺寸封装(CSP)和晶圆级封装(WLP)融为一体的的新兴封装技术。WLCSP结合CSP和WLP优点,先在整片晶圆上进行封装测试,无需经过打线和填胶程序,封装后的芯片尺寸与裸芯片几乎一致。因此,WLCSP的封装方式,不仅能明显缩小IC尺寸,符合移动电子产品对高密度体积空间的需求,同时,由于芯片可以以最短的电路路径,通过锡球直接与电路板连接,还能大幅度提升信息传输速度,有效降低杂讯干扰几率。

相比传统封装,WLCSP的主要优势有:

1)优化产业链:能将传统封装的产业链中的基板厂、封装厂、测试厂整合为一体,使得芯片从制造、封装到进入流通环节的周期大大缩短,从而提高了生产效率,降低生产成本;其次,能减少封装前合格芯片的测试环节,且在封装过程中无需打金线、无需使用基板、无需底部填充介电材料,从而能有效降低封装成本;最后,就技术角度WLCSP是晶圆制造技术的延伸,极大地缩小了半导体后段(即封装)与前段(即晶圆制造)的技术差异,容易实现半导体后段与前段的技术对接。

2)封装成本随晶圆上芯片数量增加而降低:晶圆级芯片尺寸封装是在整片晶圆上进行封装后再切割得到几百、几千颗芯片,而传统封装是将晶圆先切割成芯片后,再对芯片实施单独的封装。WLCSP封装成本是按照晶圆数计量的,与切割后的芯片数无必然联系,而传统封装的封装成本是按封装芯片的个数计量的,因此随晶圆尺寸的增大和芯片数量增加而降低。在消费类电子产品轻、小、短、薄化的市场发展趋势下,晶圆级芯片尺寸封装的成本优势愈加明显。

3)超越摩尔定律:由于光刻设备、工艺以及物理极限等问题,摩尔定律在更小技术节点进步迟缓,意味着从芯片制造着手来改善电子产品的尺寸、性能、价格已越来越困难,封装将在顺应电子产品尺寸、性能和价格上的市场需求方面愈发重要。基于硅通孔(TSV)的三维封装技术有望成为超越摩尔定律的主要解决方案。而WLCSP封装是硅通孔技术的基础,两者工艺十分相似,通过掌握WLCSP封装技术(尤其是Shellcase系列WLCSP)能快速进入硅通孔技术领域,在未来三维封装技术中扮演主要角色。

摩尔定律的放缓,为满足行业大趋势严格指标要求的新发明开辟了道路。在封装领域,许多半导体厂商倾向于2.5D和3D堆叠技术,而TSV是最早的堆叠技术之一,它是通过芯片与芯片间、晶圆与晶圆间制作垂直导通,实现芯片之间互连的先进封装工艺。经过数年的发展和对MEMS的

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