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全球半导体封装载板市场格局研究-半导体论文

所属分类:电子论文 阅读次 时间:2019-08-14 15:54

本文摘要:摘 要 半导体是一种重要的电子元器件,是电子信息产业的基

  摘 要 半导体是一种重要的电子元器件,是电子信息产业的基础。基于半导体相关概念、全球半导体产业链及其业务模式,论述了半导体封装载板的三类客户,之后分析了全球载板的主要制造地(日本、韩国、中国台湾、中国内地)及十家最大的载板制造商,最后总结了全球主要载板制造商的产品布局。

半导体论文发表

  关键词 半导体;半导体产业链;业务模式;半导体封装载板;市场格局

  0 前言

  2018年4月16日(美东时间)美国商务部宣布将禁止美国公司向中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术7年,直到2025年3月13日。这一事件,让人不禁想起18年前(笔者本科毕业前夕),时任科技部部长徐冠华曾说,“中国信息产业缺芯少魂”(指缺芯片与操作系统),但时至今日,仍几无大的改观。现在网上铺天盖地的 “芯”闻、“芯”事、“芯”篇,让我等从业人士看了深为之动容(不管怎样,专家、大众对行业关注,总体上是好事),觉得作为行业人士,应该为行业也能做点什么,因此写此文聊表寸心,希望中国内地的半导体产业能够快速、健康发展。这是写此文的初衷,下文将从“我们的客户在哪”,“我们的同行是谁”两方面展开论述全球半导体封装载板市场格局现状。

  1 我们的客户在哪?

  ——基于全球半导体产业链的分析

  1.1 半导体相关概念

  半导体是指导电性介于良导电体与绝缘体之间,利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子元器件。半导体是一种重要的电子元器件,是电子信息产业的基础,也是衡量一个国家(或地区)技术水平的重要标志之一。在电子产品整机中半导体产值约占20%,居细分市场份额第一。

  一般广义概念上的半导体包括四类:集成电路(占半导体总产值4086.91亿美元的83.2%)、光电子器件(8.4%)、分立器件(5.3%)、传感器(3.1%)。集成电路又包括四类:微处理器(占半导体总产值的15.5%)、存储器(30.1%)、逻辑器件(24.8%)、模拟器件(12.9%)(数据来源:WSTS,2017年11月28日)。在狭义概念上,通常把集成电路等同于半导体(本文中的半导体也专指集成电路,后文也将以此展开论述)。

  1.2 半导体产业链

  半导体的制作技术复杂,资金投入巨大,产业链长,结构专业化高,属典型的技术、资金密集型产业。一般根据半导体的制作流程(设计→ 制造→封测)将半导体产业分为半导体设计业、半导体制造业和半导体封测业三个子产业群。有时,在考虑半导体产业链时,会将最上游的设备、原材料等厂商计入在内,称为泛半导体产业链。图1是全球泛半导体产业链产值分布图,包含材料、设备、EDA、IP/服务(知识产权供应商,收取基本授权费和版税)、半导体设计、半导体制造、封装测试(简称封测,以下用简称)、 IDM(集成器件制造商)。

  1.3 半导体产业链的业务模式

  根据目前半导体产业的商业模式,可以分为两大类:IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造商)和垂直分工模式(半导体设计、制造和封测)。1987年TSMC(台湾积体电路公司,简称台积电)成立前,只有IDM一种模式(自1958年德州仪器开始),此后,半导体产业的专业化分工成为一种趋势。

  根据各厂商的具体功能可以细分为:IDM (集成器件制造商:涉及半导体整个产业链,从半导体设计、制造,直至封测,典型如英特尔等)、Fabless(半导体设计商:专注于半导体设计,也称作芯片设计,如苹果、高通、联发科、海思、展讯等)、Foundry(半导体制造商:专注于半导体制造,常称作晶圆制造代工,为Fabless 和IDM(委外订单)提供代工服务,如台积电、联电、中芯等)、Packaging(包括Assembly& Test,半导体封测商:专注于封装与测试,也称作封测代工(OSAT,Outsourced Semiconductor Assembly and Test),为Fabless和IDM(委外订单)提供封测服务(如日月光、安靠、长电、通富等), 多元化制造商(从事以上两种及以上业务,如三星电子,它既是IDM,又从事 Foundry)。

  具体看半导体封测,它包含封装和测试两步,封装是指将晶圆加工得到独立芯片的过程,测试则是对封装后的产品进行性能测试以确保其功能的完整性。

  2 我们的同行是谁?

  ——全球半导体封装载板市场格局分析

  2.1 半导体封装载板相关概念

  业界一般将半导体封装载板分为两大类:成品为颗状(Unit base,积层采用ABF材料)的 FCBGA载板(Flip Chip Ball Grid Array)、条状(Strip base)的BGA载板(Ball Grid Array)。 FCBGA种类单一,常见层数为4-16层,主要应用在PC(如CPU、Chipset、GPU等)。BGA种类繁多,常见层数为1-10层,主要应用在手机(如AP主处理器、BB基带、RF射频类、PMIC电源管理类等)。常见的BGA有BOC(Board on Chip)、PBGA(Plastic Ball Grid Array)、CSP (Chip Scale Packaging,也称作FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array))、Memory Card、SiP(System in Package)、FCCSP(Flip Chip Ball Grid Array)等。其中FCCSP种类较为繁多,包括入门级FCCSP (Tenting/MSAP工艺)、一般FCCSP(SAP工艺)、ETS(Embedded Trace Substrate,或者称作 EPP,Embedded Pattern Process)、EPS(Embedded Passive Substrate)、EAD(Embedded Active Device)、PLP(Panel level Packaging)等。

  2.2 全球载板主要制造地及主要制造商现状分析

  根据2016年的统计数据,目前全球载板的市场容量约为65亿美元,量产公司近30家。从生产地来看,全球载板主要在日本、韩国、中国台湾三地生产(80%以上),中国内地等国家、地区有少量生产;从制造商归属地来看,全球载板主要为中国台湾(38%)、日本(30%)、韩国(27%)制造商,约占全球94%的份额。全球前十大载板公司如表4所示。从表中可以看出,载板公司基本上都是PCB产品多元化,即,非从事单一的载板业务(唯一例外的是日月光材料(仅从事 BGA载板制造),主要是由于该公司的母公司从事的是封测代工服务)。

  2.2.1 日本长期以来,日本代表着全球高端PCB(特别载板)的制造水平和引导着全球PCB的发展方向,但近年来,由于其市场策略、价格水平,削弱了其竞争力。当前日本主要的载板制造商有Ibiden、 Shinko、Kyocera、Daisho、MGC-JCI(逐步退出)、Eastern(已被韩国的Simmtech收购)等。

  Ibiden揖斐电:揖斐电成立于1912年,开始从事的是碳化物的生产和销售,后逐步扩大业务,进入了电化学、住宅建材、陶瓷、电子等领域。现有员工14290名。2017财年,它的营收额为3004 亿日元(约26亿美元)。目前的主要业务包括 PCB(2017财年,营收额为115.6亿日元(约10亿美元),占38.5%)、陶瓷制品(占37.7%,具体为柴油微粒过滤器、特殊碳素、纤细陶瓷制品、陶瓷纤维)、其他类(室内材料等,占23.8%)。 PCB产品包括HDI、BGA和FCBGA,FCBGA技术一直称冠全球。目前揖斐电在日本、菲律宾、马来西亚、中国内地共有7个生产基地,具体为:日本岐阜县大垣市4个:大垣厂(FCBGA)、大垣中央厂(FCBGA)、青柳厂(HDI)、河间厂(FCBGA),菲律宾厂(FCBGA)、马来西亚槟榔屿厂(HDI),北京厂(HDI)。

  Shinko新光电气:新光电气成立于1946年9 月,现有员工4838名,归属于富士通集团,富士通占新光电气50%的股份。主要产品包括:载板(BGA和FCBGA)、引线框架、封测、电子元器件等。2018年4月,公司决定投资1.9亿美元新建载板产线扩充产能20%。2017财年,它的载板营收额为849.23亿日元(约7.4亿美元)。

  Kyocera京瓷:京瓷成立于1959年4月,是全球领先的电子零部件(包括汽车等工业、半导体、电子元器件等)、设备及系统制造公司(信息通信、办公文档解决、生活与环保等),京瓷集团有265家公司,员工人数75940名。2017财年,整个集团的营收额为15770.39亿日元(约137 亿美元)。京瓷的PCB包括有机载板(BGA、 FCBGA)、HDI、高层数板、陶瓷基板等。2017 财年,它的PCB营收额约5亿美元。

  2.2.2 中国台湾

  2006年中国台湾第一次PCB产值超过日本,居全球第一;之后在规模上,一直领跑全球的PCB产业。当前,台湾主要的载板制造商有Unimicron、 Nanya PCB、Kinsus、ASE Material、Boardtek先丰、Subtron旭德(欣兴持股30%)、ZDT臻鼎(制造在秦皇岛)PPt恒劲(C2 iM 产品)等。

  Unimicron欣兴:欣兴成立于1990年,联电为最大股东,2001年合并群策电子、恒业电子, 2002年合并鼎鑫电子,2009年合并全懋,2011年收购德国Ruwel 100%的股权和日本Clover75%的股权。产品包括PCB(其中,多层板占15%、FPC占 5%、HDI占35%、载板占45%)、连接器等。

  目前欣兴在全球共在4个国家/地区建有13个工厂,其中中国台湾6个(合江厂、合江二厂生产 HDI和背板,芦竹二厂、芦竹三厂生产HDI,山莺厂生产HDI、BGA和FCBGA,新丰厂生产BGA和 FCBGA),中国大陆5个(昆山欣兴同泰生产FPC 及组装,昆山鼎鑫生产多层板和HDI,深圳联能生产HDI和背板,苏州群策生产BGA、黄石欣益兴生产多层板和HDI),日本北海道的Clover生产多层板和HDI,德国Geldern的RUWEL生产多层板和 HDI。2017财年,它的营收额为649.92亿元新台币(约21.9亿美元);在整个载板中,FCBGA占营收的53%,FCCSP占17%,一般BGA占29%。

  Nanya南亚:南亚电路板原为台塑集团旗下南亚塑料的PCB事业部(始于1985年),于 1997年10月独立。它的PCB产品主要包括BGA、 FCBGA、HDI和多层板。它在中国台湾、昆山建有PCB工厂,其中,中国台湾工厂主要从事中高端BGA、FCBGA的生产(桃园芦竹一、二、五、六、七厂、新北市树林八厂),昆山工厂(一、二厂)主要从事多层板、HDI和中低端BGA的生产。2010年以前,南亚主要承接来自日本NGK前段的英特尔订单(南亚负责前段制程生产、NGK 负责后段),NGK自2010年3月底起停止供货给英特尔后,南亚直接承接英特尔订单(于2010年6 月底通过英特尔的全制程认证)。南亚电路板现有员工12072人。2017财年,它的营收额为266.23 亿元新台币(约9.0亿美元)。其中,FCBGA约 42%,BGA约24%,HDI及其他约34%。

  Kinsus景硕:景硕成立于2000年9月,为华硕投资。它的PCB产品主要包括BGA、FCBGA、 HDI、FPC和多层板(其中载板占营收的80%以上)。它在台湾、苏州建有工厂,其中,台湾工厂主要从事中高端BGA、FCBGA等的生产(石磊厂BGA,清华厂FCBGA、BGA、杨梅厂FPC、新丰厂FCBGA、BGA),苏州工厂主要从事多层板、HDI和中低端BGA的生产。2017财年,它的营收额为223.35亿元新台币(约7.5亿美元)。

  ASE Material日月光材料:ASE Material(或称作ASEE,日月光电子)为全球最大的半导体封测商日月光集团旗下载板制造公司,它在台湾高雄、上海、昆山建有工厂,主要产品为BGA载板,包括BOC、FBGA、PBGA、Memory Card、FCCSP 等。2017财年,它的载板营收额约2.9亿美元。

  2018年3月,日月光与TDK合资15亿元新台币(约0.5亿美元)在台湾高雄正式成立日月旸电子股份有限公司(ASE Embedded Electronics);将来日月旸电子将采用 TDK 授权的 SESUB (Semiconductor Embedded in SUBstrate)技术制造埋入式载板。

  2.2.3 韩国

  韩国的载板公司数量较多,这主要归功于近 年来韩国快速发展的半导体以及消费电子产业;但单个PCB公司的规模较小。当前,韩国主要的载板制造商有SEMCO、Simmtech、Daeduck、 LG Innotek、KCC(Young Poong旗下)、 Cosmotech、HDS等。

  SEMCO三星电机:三星电机成立于1973年,属三星集团,是全球排名前列的的电子元器件制造公司。主要业务包括PCB、积层陶瓷电容、摄像头模组、WiFi模组等。其PCB产品包括HDI、刚-挠性结合板、BGA和FCBGA,公司自2015年起全力开发PLP封装技术。目前共有5个工厂:韩国釜山厂生产HDI、刚-挠性结合板和FCBGA,韩国世宗厂生产BGA,韩国天安厂生产PLP,中国昆山厂生产HDI,越南厂生产HDI和刚-挠性结合板。2017财年,它的PCB营收额为14694亿韩币(约13.5亿美元)。

  Simmtech信泰:信泰成立于1987年,它的产品主要包括HDI和BGA载板。它在韩国清州、日本茅野、中国西安建有PCB工厂(韩国:HDI和 BGA,日本:BGA(原Eastern工厂),西安: HDI)。2017财年它的营收额为8116亿韩币(约 7.5亿美元)。

  Daeduck大德:大德成立于1965年1月,是韩国最早的PCB制造企业。旗下有两家PCB公司: Daeduck GDS和Daeduck,Daeduck GDS的产品主要包括多层板、FPC和HDI,Daeduck的产品包括高层板、HDI和载板(BGA)。它在韩国、菲律宾和中国天津建有PCB工厂。2017财年两家PCB公司的营收额合计为9686亿韩币(约8.9亿美元)。

  2.2.4 中国大陆

  中国大陆的载板起步较晚,第一家实现量产 BGA载板的公司于2002年正式投产,为当时属港资美维科技集团的上海美维科技公司(后被美资 TTM收购);第一家实现量产FCBGA载板的公司则于2016年2月正式投产,为属奥地利的奥特斯科技(重庆)有限公司。

  目前,中国大陆实现量产的BGA公司有昆山南亚、苏州欣兴、苏州景硕、秦皇岛臻鼎等台资,上海美维科技等美资,美龙翔、安捷利电子等港资,兴森快捷、深南电路、越亚、丹邦、东莞康源电子、普诺威电子等内资;实现量产的 FCBGA公司则有重庆奥特斯1家。

  笔者估算,2017年中国大陆载板产出约11.5亿美元,占全球16%,已经占据一席之位;内资产出约3亿美元,占全球4%,未来成长空间很大。

  2.3 全球主要载板制造商产品市场布局分析

  基于半导体封装载板实际制造的难易程度和市场规模、发展趋势(和常见的的分类完全不同),把载板分为以下三类:(1)入门类:包括BOC、PBGA、CSP、 SiP、简单的FCCSP(Tenting/MSAP工艺)等。(2)一般类:包括一般的FCCSP(SAP工艺)、ETS、EPS、一般的FCBGA(非CPU类)等(3)高端类:包括复杂的FCCSP(EAD/PLP 等)、复杂的FCBGA(CPU类)等。

  参考文献

  [1]杨宏强. 全球半导体产业现状分析[J]. 电子与封装,2014,10:24-26.

  [2]杨宏强. 全球PCB百强企业的变迁与演进[J]. 印制电路信息,2017,10:16-21. 各公司官网和年报.

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