新一代当红炸子鸡!IC载板市场需求分析

PCBworld 2022-05-05 11:00



IC载板,也叫作封装基板,是IC封装中用于连接芯片与PCB母板的重要材料,目前已在中高端封装领域取代了传统的引线框。IC载板的主要功能包括为芯片提供保护、固定支撑及散热等。IC载板在结构及功能上与PCB类似,由HDI板发展而来,但是IC载板的技术门槛要远高于HDI和普通PCB,其具有高密度、高精度、高脚数、高性能、小型化及薄型化等特点,在线宽/线距参数等多种技术参数上都要求更高。



IC 载板是封装环节价值量最大的材料


从产业链上下游看,IC载板上游主要为基板、铜箔等结构材料及干膜、金盐等化学品/耗材,中游为芯片封装,下游为存储、MEMS等各类具体芯片应用。在IC封装的上游材料中,IC载板占到成本的30%,而基板又占IC载板成本的3成以上,因此基板为IC载板最大的成本端。具体来看,基板主要可分为硬质基板、柔性薄膜基板和陶瓷基板,其中硬质基板应用最为广泛。


硬质基板材料包括BT树脂材料、ABF材料和MIS预包封材料,以BT树脂和ABF材料为基材的BT载板、ABF载板应用最为广泛:

BT 载板即基材为BT树脂的载板,其基材由日本三菱瓦斯公司研发,具备高玻璃化温度、高耐热性、高抗湿性和低介电常数等优势,多用于对可靠性要求较高的芯片,下游包括存储芯片、MEMS芯片、RF芯片与LED芯片。

ABF载板即基材为ABF(味之素堆积膜)的载板,其基材由味之素公司研发,且垄断材料来源,该材料由Intel首先主导用作载板基材。ABF载板可以做到更小的线宽线距、更细的线路,因此适合高脚数、高传输的封装设计,下游主要为CPU、GPU、 FPGA、ASIC等高性能计算(HPC)芯片。

MIS载板的基材不同于BF与ABF这两类传统有机基材,其包含一层或多层通过电镀 铜互连的预包封结构。这种包封结构有两大优势:第一,铜布线为嵌入式,因此可以做到更细的布线;第二,包封材料作为绝缘材料,具备更好的吸潮性。MIS载板因为更为优越的布线能力、散热性能以及更小的外形,常用于替代传统QFN以及引线框架 封装,主要下游包括模拟芯片、功率IC以及数字货币、服务器芯片等。

从具体的封装形式来看,BT载板主要应用于PBGA、WBCSP、FCCSP封装,ABF载板多应用于FC-BGA封装,MIS载板的应用领域主要是介于标准QFN封装和简单的双层基板两者之间的封装。最初,BT载板是包括CSP封装在内,各种类型BGA封装(CSP 封装是一 种特殊的 BGA 封装)的首选。而1996年,英特尔公司与味之素公司联合研发了ABF材料, 该材料能够实现载板更小的线宽线距与更多的I/O数量,降低组件互联损耗与电感,提升处理器芯片高速运行时的稳定性,由于运算芯片多采用FC-BGA封装形式,因此ABF载板也就成为了FC-BGA封装的主要选择。


此外,还可以按照下游用途将IC载板分为存储IC载板、MEMS载板、射频模组IC载板, 处理器IC载板等。

先进封装构筑底层动力,新应用打开上行空间


自20年下半年以来,半导体景气度持续高涨,IC载板也自不例外。受益于5G、高性能运算带动HPC、处理器芯片需求猛增,且宅经济推升PC、服务器处理器等CPU、GPU需求, 封装基板需求大增。而IC载板厂商长期几无扩产,且由于 IC载板大厂欣兴山莺工厂突发火灾,冲击IC载板供应等因素,招致20年Q4起IC 载板供不应求。

受益于此,IC载板厂营收持续创新高,20年10月份以来月度营收同比都在20%以上。从紧缺持续性看,全球最大载板供应商欣兴电子表示,BT与ABF载板需求强劲,IC载板供给持续吃紧,订单能见度持续拉长,ABF载板产能已被预订至 2025年。


据prismark预测,2026年全球封装基板市场规模将达到约214亿美元,21-26年CAGR为8.6%。据中商产业研究院数据,2017~2022年中国封装基板市场规模将从158亿元稳步提升至206亿元,市场规模稳步增加。


01

集成电路国产化,IC 载板乘风启航

政府大力扶持芯片产业国产化,集成电路国内市场广阔。半导体行业对国民经济和社会信息化有重要影响,对新一轮科技革命和产业变革有关键作用。中国目前是全世界最大的半导体消费国,需求量占比超过 60%,目前自给率不高,国产替代势在必行。

国家制造强国建设战略咨询委员会发布的《中国制造 2025》中提出目标:2025年中国集成电路发展产业规模达到851~1837亿美金,全球市占率达 21.3%~34.2%的目标。2020年,国务院提出芯片自给率在2025年达到70%的发展目标。

根据国家统计局发布的数据,2021年我国半导体集成电路(IC)产量将达到 3594亿片,比上年增长33.3%,SIA预测,中国企业在全球半导体市场的份额将从2020年的9%增长到2024年的17.4%,中国将成为全球第三大半导体生产国。在国家政策扶持与市场需求旺盛的提振下,集成电路产业呈现高景气,国内晶圆厂纷纷扩产,晶圆产能全球份额提升。

国内晶圆厂积极扩产,IC 载板国产替代需求强烈。

集成电路下游应用需求旺盛叠加政策大力扶持,国内晶圆厂、IDM产纷纷扩产,晶圆产能占比将不断提升。

据 SEMI 统计,2021~2022 年,全球新建晶圆厂中,中国占比 1/3。根据 IC Insight, 2018 年中国硅晶圆产能占比为 12.5%,预测 2022 年可以提升至 17.15%,2018~2022 年,硅晶圆产能 CAGR 接近 14%。

据Knometa Research统计,中国大陆晶圆厂产能为350万片,占比16%,到2024年,占比将提升至19%。

根据中半协,2019年国内集成电路产业销售额7562.3亿元人民币,同比增长 15.8%,封测销售额为2350亿元,同比上涨7.1%。

根据中商产业研究院数据,2016~2022年封测市场规模稳步提升,从1564 亿元提升至3197亿元,CAGR为12.66%,2022年增速为9.08%,低于国内硅晶圆产能增速。2020年,国内封测厂全球市占率高于25%,国产配套率仅有10%左右;放眼全球,内资载板厂规模为4亿元美金,全球市占率仅有 4%。

因此,无论是国内还是国外,国产替代需求旺盛,市场空间广阔。尤其是国内市场,随着长江存储、合肥长鑫等随着国内晶圆厂的扩产,对下游封装基板的国产替代需求也愈发强烈。


02

高算力芯片需求旺盛,ABF 载板水涨船高


ABF载板主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC等高性能计算(HPC)芯片FC封装,随着数据化、智能化的持续发展,下游产品技术要求愈发精密叠加主要应用领域智能驾驶、服务器、AI芯片呈现高景气,ABF载板需求水涨船高。

新思界产业研究中心预测,ABF载板市场需求持将续攀升,在2021年ABF载板需求量约为28亿片,到2023年需求量将达到41亿片。

根据拓璞产业研究院预测,2021年~2023年ABF载板平均需求量分别为 2.34、2.81、3.45亿颗,需求增长率分别为16%、20%、23%,ABF载板需求增长迅速。


线上经济、云服务拉动服务器市场。

2020疫情以来,线上经济、云服务得到了高速发展,使用范围和使用人数的爆发式增长拉动了云服务关键硬件设备IDC的产量增加,2020年服务器出货量为1210.7万台,2021年出货量预计为1289万台,增长率达6.47%,且呈逐年增长趋势,到2024年预计出货可达1528.2万台,市场前景广阔。

据Aletheia Capital预测,ABF载板在服务器应用的出货率将从2021年的 15%上升到2022年的25%,在2023-2025年进一步上升到30%以上。服务器 CPU、GPU的增长带来ABF载板需求上升。


AI 应用的展开加速ABF载板需求。

AI技术作为新时代的突破,目前已应用于各类场景,包括智能终端、机器视觉、机械学习等。随着智能技术的发展和智能化的深度普及,AI应用覆盖范围增大,使用人数增多,并提供多种类、高精确的技术支持,需处理的数据呈数量更多、结构更为复杂,高稳定、高算力芯片需求随之上升。

根据WSTS数据,全球AI芯片市场规模逐年增长,2019年全球AI芯片市场规模为110亿美元,到2025年预计可达726亿美元,2020~2025年AI芯片市场规模增速均在15%以上。


03

服务器储存芯片需求旺盛,储存芯片拉动BT载板需求

东数西算拉动中西算力需求,新建数据中心提升服务器芯片用量。2月份,东数西算工程正式启动,2月18日颁布的《工业政策》再次要求加快长三角、京津冀、粤港澳大湾区等8个国家级数据中心枢纽节点建设。

服务器支出约占数据中心支出的1/3,其市场空间与云计算市场巨头的资本开支息息相关。

服务器的一个主要功能为储存功能,需要用到大量的储存芯片。据prismark数据,海外Facebook、谷歌、亚马逊、微软、苹果五大云计算巨头的资本总开支将从2019年的786亿美元提升至2023年的1661亿美元;

据IDC统计,国内阿里巴巴、腾讯、百度三大云计算巨头资本总开支将由 2019年的94亿美元提升至2023年的161亿美元。海内外云计算巨头资本支出的增加,意味着其服务器用储存芯片市场规模将有所提升。


下游储存芯片态势良好,BT 载板维持高景气。

根据华安证券研究所电子团队调研市场结果,IC载板下游应用中,存储类芯片占比约2/3,指纹识别、射频、物联网相关产品占比约 20%。2019 半导体行业整体景气度不高,储存芯片表现不佳。

随着“东数西算”政策的颁布,云计算巨头在西部地区建设数据中心,带来大量服务器用储存芯片增长,进而储存芯片需求提升。受益于汽车电子、物联网、可穿戴设备等新兴领域的崛起,存储芯片市场规模整体呈上升趋势,2022~2023储存芯片市场规模稳步提升。


来源:未来智库、财经远瞻

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