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行业分析:从PCB、IC载板到类载板(下)

时间:2020-7-16  来源:整理自青岛先进封装技术公共服务平台  编辑:
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IC载板

 

传统的集成电路(IntegratedCircuit,简称IC)封装采用引线框架作为IC导通线路与支撑IC的载体,连接引脚于导线框架的两旁或四周,如双侧引脚扁平封装、四侧引脚扁平封装等。在引脚数量数量还不算太多的时候,此种封装方式还能够满足要求。随着半导体技术的发展,IC的特征尺寸不断缩小,集成度不断提高,相应的IC封装向着超多引脚、窄节距、超小型化方向发展,传统的引线封装已经无法满足。上个世纪90年代,球栅阵列封装(BallGridArray,简称BGA)、芯片尺寸封装(ChipScalePackage,简称CSP)等新型IC高密度封装方式开始出现,因此IC载板顺势而生。

 

IC载板应用领域广泛。主流封装基板产品大致分为五类,分别为存储芯片封装基板、微机电系统封装基板、射频模块封装基板、处理器芯片封装基板和高速通信封装基板,这些芯片由于集成度高,基本都已经采用基板封装方案,随着IC集成度的不断提升,其他芯片采用IC载板的比例也会越来越高。

 

IC载板技术起源于日本,后来韩国和中国台湾相继崛起,最终行业格局变为日韩台三足鼎立,近年中国大陆企业有崛起趋势。从20世纪80年代末IC载板被研发出来至今,全球IC载板发展大致可以分为三个阶段:

 

IC载板的历史发展过程

 

目前全球封装基板企业集中于日韩台地区,日本IC载板龙头包括揖斐电、新光电气和京瓷,三者创立时间远早于其他地区企业,目前日本占据了FCBGAFCCSP、埋入式基板等高端市场,客户多为三星、苹果和Intel这种行业巨头。韩国和中国台湾的情况比较类似,两者发达的半导体产业催生了巨大的内需(韩国存储产业发达,台湾晶圆代工产业发达),因此均与本地产业链有密切联系。韩国拥有三星电机、信泰、大德和伊诺特等IC载板企业,中国台湾拥有欣兴电子、景硕、日月光材料和南亚等企业,两个地区的载板产品从低端到高端具有所覆盖,客户种类也很全面。

 

从各厂家生产的产品来看的话,有些厂商生产的IC载板产品种类齐全,而有些厂商专注于生产特定领域的基板。大多数公司生产的都是FCBGAFCCSP这些主流基板,而有些实力强大的企业还会涉及引线键合基板、COFCOP等,比如欣兴电子和景硕科技等,还有些企业专注于某一种类型基板,比如我国珠海越亚的RFModule基板表现突出。

 

全球主要封装基板企业情况

 

全球排名前十企业产值占比超80%,内资企业不见踪影。根据Prismark数据,2018年全球前十大IC载板企业总产值占比达到83%,行业集中度极高。其中欣兴电子产值占比达到14.8%,全球排名第一,排名前列的还有IBIDEN、三星电机、景硕和南亚等企业,而大陆企业在榜单中难觅踪影。

 

2018年全球IC载板市场格局

 

内资IC载板企业市占率低,奋起直追正当时。中国大陆IC载板市场企业数量不算少,台企占绝大多数,欣兴电子、景硕科技和南亚电路等台企在大陆都有设厂。就内资企业而言,大体上有四家,分别是深南电路、兴森科技、珠海越亚和丹邦科技,这些企业涉足IC载板的时间基本上都是2005年之后,在整个IC载板行业属于“后起之秀”。虽然我国封装基板行业起步晚,但是受益于全球PCB产能的中移和中国半导体封测及电子制造业的崛起,行业发展正处于加速阶段,未来发展潜力很大。

 

中国大陆IC载板厂情况

 

全球PCB行业稳定增长,IC载板占比快速提升。Prismark数据显示,2019年全球PCB行业产值约为613.4亿美元、同比小幅下滑1.7%,预期2020年全球PCB行业产值增长2%2019-2024年复合增长率约为4.3%

 

从产品结构来看,多层板占比始终维持在35%以上,仍占据主流地位,近两年增长最为迅速的是IC载板。IC载板在2017年之前的占比比较稳定甚至稍有下降,但是从2017年开始迅速提升,占比从2016年的12.12%提升至2018年的20%,提升了近8个百分点,份额提升的原因包括汽车电子和个人终端等领域需求的提升,但更主要是受内存芯片景气周期的影响。

 

IC载板占PCB市场份额达到12%,个人设备占比最高。根据Prismark数据,2018IC下游市场规模占比最高的仍为移动终端和个人电脑,占比分别达到26%21%。在电子设备持续向更轻、更薄追求的趋势下,单个电子设备(尤其是个人设备)采用的IC载板数量也在持续提升,未来移动终端的IC载板市场规模有望持续提升。

 

2016年探底后,全球IC载板市场规模稳定增长。由于IC载板具有半导体属性,所以其受半导体行业景气度影响,具备一定的周期性。IC载板的市场规模从2011年开始下降,一直降低至2016年最低点(65亿美元)后开始逐渐回升,根据ASIACHEM数据,2018IC载板市场规模达到了约74亿美元,预计2022年将突破100亿美元,5CAGR8%,远超全球PCB市场增速。

 

封装技术不断演进,芯片面积与封装面积比例越来越接近1。随着集成电路的迅速发展,IC封装技术也在不断演进。封装大致发展历程:TODIPPLCCQFPPGABGACSPMCM,其中较为先进的CSP封装技术可以让芯片面积与封装面积之比超过1:1.14,未来芯片面积与封装面积比例肯定会越来越接近1,因此未来封装基板面积的增长将主要来自于芯片面积的增长。

 

全球IC载板市场规模(亿美元)

 

受益于全球PCB产能的中移,中国诞生了深南电路、沪电股份等PCB巨头,还诞生了生益科技这种行业上游材料巨头。IC载板可以看做是高端的PCB产品,一旦技术壁垒被内资企业打破,必将复制PCB的产业转移历史。同时,IC载板是先进集成电路封装的重要基材,是中国集成电路国产化的重要一环,其国产化是必然且必须的,我国也必将诞生全球IC载板巨头。

 

此外,国内晶圆厂扩产带来巨额增量空间,内资IC载板龙头有望充分受益。截止2018年末,我国拥有近50条正在建设或准备建设的晶圆产线,其中大部分为12寸晶圆产线,少部分为8寸产线和化合物半导体产线,其中存储芯片厂更是重中之重。目前我国在建的存储芯片厂建设方主要有三个,分别长江存储、合肥长鑫和紫光集团,总计划产能为50+万平米/月,预计内资存储厂扩产空间就将带来20亿元以上的IC载板增量空间,如果将其余晶圆产线考虑在内,那么单单内资半导体市场的IC载板需求就有极大潜力可挖。

 

中国IC载板市场规模(亿美元)

 

 

类载板

 

SLPsubstrate-likePCB),中文简称类载板(SLP),是下一代PCB硬板,可将线宽/线距从HDI40/50微米缩短到20/35微米,即最小线宽/线距将从HDI40微米缩短到SLP30微米以内,目前鹏鼎控股SLP已经可以做到25微米。从制程上来看,SLP更接近用于半导体封装的IC载板,但尚未达到IC载板的规格,而其用途仍是搭载各种主被动元器件,因此仍属于PCB的范畴。智能手机用SLP板,同样面积电子元器件承载数量可以达到HDI的两倍。

 

智能手机用HDI板和SLP板对比

 

减小手机用PCB的特征尺寸是为了让智能手机变得更薄功能更强。由于需要增加越来越多的功能,以及配备越来越大的屏幕,功耗就成为了关键点。在智能手机中,电池占据了大部分空间。随着电路板上特征尺寸的减小,需在固定的面积里实现更多的集成。如下图所示,从iPhone5s开始,与智能手机总面积相比,苹果iPhone手机PCB面积占比逐渐减少。直到最新的iPhoneX系列,面积占比已经减少了3%,功能却增加了,电池的容量也增加了。与此同时,iPhoneX不仅采用了SLP,而且还将两个SLP堆叠了起来,以进一步增加在固定面积内的集成。

 


2019年开随着三星、华为等主流企业的手机及其他移动智能终端核心产品SLP采用率的提升,预计至2022年,全球SLP市场规模将达274亿元,占手机用PCB产值比重将上升至26.6%

 

2016-2022年全球类载板(SLP)市场规模及预测(亿元)

 

随着采用SLPOEM厂商不断增加,手机制造商正计划在智能手表和平板等其他消费电子产品中采用SLP2018年全球手机出货量中采用SLP技术比重只约为7%,对应产值比重则约为12%Yole预估至2024年时采用SLP技术手机的出货量比重将会提升至16%,对应产值比重约27%

 

全球手机PCB工艺产值比重(资料来源:Yole

 

目前,龙头厂商积极布局,其中景硕在新丰厂生产类载板产品,公司判断需至少20亿新台币的资本支出,且类载板将成为收入增长的主要动力;欣兴2016年第四季度投入超过15亿新台币、开始设备进货,以增加曝光机及镀金等制程来提升细线化;AT&S投资1390万欧元在重庆建设生产SLP工厂,和上海工厂一起构成公司的SLP生产能力布局;在高阶HDI细线路累积了丰富经验的华通,也已积极布局类载板产线,正在芦竹厂试产类载板;揖斐电也在积极提升SLP良率,但尚无意愿扩大产能。

 

部分厂商布局SLP情况

 

SLP技术目前由中国台湾、韩国和日本主导。而日本Meiko和臻鼎等公司正向越南和中国大陆扩建SLP生产线。随着技术转移,中国大陆PCB厂也将逐渐掌握SLP技术诀窍。目前在SLP上面投入研发和生产线的,主要包括台资企业鹏鼎控股,台湾华通、韩国三星电机(SamsungElectro-Mechanics)、韩国电路(KoreaCircuit)、韩国DaeduckGDS、韩国ISUPetasys,日本旗胜、日本揖斐电、日本名幸等。