芯片检测的现状分析论文

多年以来，我国芯片行业与欧洲、美国、日本、韩国和台湾相比一直处于弱势地位。近年来，中国在半导体行业研发投入逐渐增加，芯片市场规模占GDP的比重持续上升。2019年，中国芯片市场规模占GDP的比重为0.76%，2020年前三季度，这一比例进一步上升至0.82%。

我国芯片市场规模占GDP比重有所上升

多年以来，我国芯片行业与欧洲、美国、日本、韩国和台湾相比一直处于弱势地位。近年来，中国在半导体行业研发投入逐渐增加，芯片市场规模占GDP的比重持续上升。2019年，中国芯片市场规模占GDP的比重为0.76%，2020年前三季度，这一比例进一步上升至0.82%。

根据中国半导体协会数据，2013-2020年，我国芯片市场规模不断增长，2019年中国芯片销售额为7562.3亿元，同比增长15.8%，2020年前三季度，中国芯片销售额为5905.8亿元，同比增长16.9%。。

江苏省集成电路产量占比最大

近年来中国集成电路产量持续增长，2019年，中国集成电路产量为2613亿块，同比增长29.5%。

分地区来看，2019年，中国集成电路产量前三省份分别为江苏省、甘肃省、广东省，产量分别为516.29亿块、389.86亿块、363.24亿块，占全国集成电路产量的25.58%、19.32%和18.00%。

中国半导体企业制造总额占整体半导体市场规模提升快速

2020年1月6日，IC Insights发布了对中国半导体行业未来5年的展望。ICInsights指出，需要区分“中国半导体市场”和“中国本土半导体制造(公司总部位于中国大陆)”这两个概念，二者的区别比较明显。目前，中国本土半导体企业与国际半导体企业技术上规模上仍有差距。

2020年，中国半导体制造总额占整体半导体市场规模的15.9%，高于2010年10.2%。预计到2025年，这一份额将比2020年增加3.5个百分点，达到19.4%。

—— 更多数据来请参考前瞻产业研究院《中国芯片行业市场需求与投资规划分析报告》

从美国对华为的制裁以及疫情影响导致全球缺芯，这些致命因素无疑加重了我国集成电路业的发展，我国部分高端芯片和元器件短期内无法实现国产替代，只能大规模依赖进口。

我国倚重进口主要缘于国产芯片与国际水平差距太大，而信号链芯片相较于电源管理芯片的设计更为复杂。我国在政策措施扶持下，中国集成电路新增产线的陆续投产以及快速发展的势头。

我国所需核心芯片主要依赖进口，中国芯片封装企业市场目前的占有率较高，部分在高端芯片器件封装领域有较大突破。集成电路产品在功能稳定的同时，需要更小的体积及更少的外围器件，有分析师预测到2030年集成电路产业将扩大至5倍以上。

半导体芯片作为数字时代的基石。

不仅是是信息技术产业的核心，更是保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，已经成为了全世界的必争赛道。芯片国产化替代已经到了加速的窗口期，这也将给A股的芯片板块带来巨大的投资机遇。

拜登签署了《芯片和科学法案》。美国在“芯片法案”中加入“中国护栏”条款，进一步限制和阻止中国芯片先进制造能力的发展。虽然美国出口管制政策短期对国内产业链有所影响，但中长期来看更加凸显国内半导体核心底层产业链自主可控的重要性。

主要企业：长电科技(600584)、通富微电(002156)、华天科技(002185)

本文核心数据：发展背景、行业地位、发展概况

行业发展背景

1、集成电路封测：芯片制造的最后一道工序

集成电路，简称IC就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路，集成电路产业是现代信息技术的基石。

集成电路按照产业链可分为：设计、制造、封装、应用四个部分。其中芯片设计亦可称为超大规模集成电路(VLSI)设计，其流程涉及对电子器件(例如晶体管、电阻器、电容器等)、器件间互连线模型的建立;芯片制造工艺包括光刻、刻蚀、氧化沉积、注入、扩散和平坦化等过程。

从实际经营的角度分析，集成电路产业链是以电路设计为主导，由电路设计公司设计出集成电路，然后委托芯片制造厂生产晶圆，再委托封装厂进行集成电路封装及测试，然后销售给电子整机产品生产企业。

2、摩尔定律即将失效?堆叠式封测带来“一线生机”

——行业的周期性-摩尔定律

摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)经过长期观察总结的经验。摩尔定律的内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍;或者说，当价格不变时，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

——摩尔定律面临失效

半导体行业最重要的定律就是摩尔定律，指集成电路上可容纳的晶体管数目，约每两年便会增加一倍，性能也将提升一倍。但一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时，相当于只有几个分子的大小，这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就面临“失效”。

——堆叠式封装技术将超越摩尔定律

CES2019展会上，Intel正式公布了Foveros3D立体封装技术，其首款产品代号Lakefield。Lakefield使用10nm制程，同时也将是是英特尔首款使用3D封装技术的异质整合处理器。根据英特尔发布的资料，Lakefield处理器，不仅在单一芯片中使用了一个10nm FinFET制程的Sunny Cove架构主核心，另外还配置了4个也以10nm FinFET制程生产的Tremont架构的小核心。此外，还内建LP-DDR4内存控制器、L2/L3Cache，以及全新架构GPU。

而能够将这么多的处理核心和运算单元打包成一个单芯片，且整体体积仅有12 x 12mm，所仰赖的就是Foveros3D封装技术。

后摩尔时代集成电路若想继续满足电路的高性能和特殊功能需求，除了通过工艺缩小CMOS器件尺寸、探索新材料、电路新结构的方法外，最可能通过封装方式的改变来提高集成电路容纳性：以系统级封装(SiP)为代表的功能多样化道路列为半导体技术发展的新方向，着眼于增加系统集成的多种功能，而不是过去一直追求缩小特征尺寸和提高器件密度。

行业发展现状

1、集成电路封测工艺流程

封装是集成电路制造的后道工艺，集成电路封装是把通过测试的晶圆进一步加工得到独立芯片的过程，目的是为芯片的触点加上可与外界电路连接的功能，如加上引脚，使之可以与外部电路如PCB板连接。同时，封装能够为芯片加上一个“保护壳”，防止芯片受到物理或化学损坏。在封装环节结束后的测试环节会针对芯片进行电气功能的确认。在集成电路的生产过程中封装与测试多处在同一个环节，即封装测试过程。

典型的集成电路封测工艺流程为：来料检查-磨片减薄-划片-粘片-压焊-塑封-切筋成型-打印测试-包装-品质检验，具体如图所示。

2、上游：集成电路设计、制造规模增加，将推动封测产业发展

近些年来，在国家政策扶持以及市场应用带动下，中国集成电路产业保持快速增长，继续保持增速全球领先的势头。受此带动，在国内集成电路产业发展中，集成电路设计业始终是国内集成电路产业中最具发展活力的领域，增长也最为迅速。根据中国半导体行业协会统计，2015-2020年，我国集成电路设计市场销售收入呈逐年增长趋势。2020年我国集成电路设计市场销售规模为3778亿元，较2019年同比增长23.30%。

而在集成电路制造行业，由于产业逐渐走向成熟，需求趋于稳定，且我国集成电路行业正在朝着更核心的集成电路设计方向发展，集成电路制造行业增长率有所下降。2020年我国集成电路制造行业市场规模为2560亿元，较2019年同比增长19.11%。集成电路设计、制造规模的快速增长，必将推动封测产业发展。

3、下游：计算机与IT对芯片需求旺盛

——计算机产量增加拉动对封装产品的需求

近年来，随着计算机行业的逐渐成熟，我国电子计算机产业维持稳中有升的态势，电子计算机整机累计产量、微型电子计算机累计产量均同比出现不同程度增长。相对于2016年的低谷，当前计算机行业正处在上升阶段，预计与换新周期及经济缓慢复苏有关。据国家统计局统计，2020年我国电子计算机整机产量为4.05亿，较2019年同比上升13.64%;2021年上半年，电子计算机整机产量为2.30亿台，同比增长40.6%。

——IT产业支出增加拉动对封装产品的需求

根据Gartner公布的数据显示，2020年受新冠疫情影响，全球整体IT支出规模达36949亿美元，同比小幅下降1.65%;随2021年疫情好转以及疫情期间相关在线服务需求的发掘，全球整体IT支出规模将全面复苏，预计达到3.9万亿美元，同比增长6.2%。

从细分领域来看，历年来全球IT支出最多的领域为通讯服务，其次为IT服务，设备和企业软件支出相对较少，数据中心系统的支出最少。2020年全球通讯服务支出为13499亿美元，同比下降0.6%，IT服务支出10118亿美元，同比下降1.9%，设备支出为6532亿美元，同比下降6.4%，企业软件支出为4650亿美元，同比增长1.5%，数据中心系统支出为2360亿美元，同比增长1.6%，增速最快。

4、竞争格局：主要集中在亚太地区，中国大陆市占率超20%

从目前全球封装测试产业的分布来看，主要集中在亚太地区，并且近年来Top3厂商市场占有率超过了50%，行业集中度很高。根据Chip Insight初步估算，2020年全球半导体封测市场规模为2136.69亿人民币，行业前十强占83.98%，达到1794.38亿人民币。中国IC封装市场起步晚，但增速快，行业规模近年来占全球比例也在不断上升。

根据Chip Insight统计，2020年全球前十大封测厂商排名和2019年基本一致，但是2019年产业集中度进一步加剧，前十大封测公司的收入占全球封测总营收的84.0%，相比2019年的83.6%增加了0.4个百分点。据总部所在地划分，前十大封测公司中，中国台湾有五家(日月光ASE、力成科技PTI、京元电子KYEC、南茂ChipMOS、欣邦Chipbond)，市占率为46.26%;中国大陆有三家(长电科技JCET、通富微电TF、华天科技HUATIAN)，市占率为20.94%，较2019年19.90%增长1.04个百分点;美国仅有一家(安靠Amkor)，市占率为14.62%;新加坡一家(联合科技UTAC)，市占率为2.15%。

行业发展前景：高端封装的发展，将带动产业正向循环

结合前文来看，随着半导体制程工艺瓶颈，以及芯片架构优化的限制，未来几年处理器性能的发展将逐步减慢，摩尔定律也将逐渐失效。因此，高端封装技术为行业发展提供一线生机，有利于提高芯片性能。而站在整个产业角度上，芯片性能的提升又会促进计算机、IT产业的发展，从而间接地为芯片设计、制造、封测技术突破带来更多可能。因此，封装行业发展将带动产业正向循环，意义重大，行业具有十分广阔的发展前景。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国集成电路封装行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。