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長電科技:卡位先進封裝

來源:半導體風向標

本文來自方正證券研究所於2020年9月12日發佈的報告《長電科技:卡位先進封裝,打造先發優勢》,欲了解具體內容,請閱讀報告原文。陳杭S1220519110008,原文請聯繫李萌15202191589。

核心觀點

先進封裝VS傳統封裝。與傳統封裝相比,先進封裝之所以能夠成為持續優化晶元性能和成本的關鍵創新路徑,主要在於以下兩點:1.小型化:通過單個封裝體內多次堆疊,實現了存儲容量的倍增,進而提高晶元面積與封裝面積的比值。3D封裝首先突破傳統的平面封裝的概念,組裝效率高達200%以上。2.高集成:SiP將不同用途的晶元整合於同一個系統中,在系統微型化中提供更多功能,而且還使得原有電子電路減少70%-80%。先進封裝技術引領封裝行業發展趨勢,是未來低功耗、高性能、小型化終端應用的必然選擇。

引領未來,增量市場持續打開。5G、高性能計算、汽車電子、CIS是拉動封裝產業成長的重要動能。順應電子元器件小型化、多功能、縮短開發周期等需求,先進封裝在半導體產業的比重穩步提升。Yole預計,2018-2024年,先進封裝市場的年復合增長率為8%,預計在2024年達到440億美元左右,而同一時期,傳統封裝市場的年復合增長率僅為2.4%。我們認為先進封裝工藝的需求與日俱增,但產能發展存在一定滯後,率先布局SiP等先進封裝的廠商將迎來發展機遇。

布局競速,龍頭競相卡位先進封裝。先進封裝對延續摩爾定律生命周期的重要性,也引起了晶圓廠商和IDM廠商的重視,為搶佔技術高地,全球主要封測廠、晶圓廠、IDM都在加緊布局先進封裝。台積電引入CoWoS作為用於異構集成矽介面的高端先進封裝平台以來,從InFO(集成式扇出技術)到SoIC(集成晶元系統),再到3D多棧(MUST)系統集成技術和3D MUST-in-MUST(3D-mim扇出封裝),進行了一系列創新。我們認為先進封裝技術已成為封裝行業未來的主流發展趨勢,未來晶圓廠、IDM將成為推動先進封裝在高端市場滲透的重要力量。

先發優勢,先進封裝優質標的。在先進封裝領域,中國企業與國際龍頭仍存在較大差距,且在台積電、三星等晶圓和IDM廠商持續加碼先進封裝的情況下,圍繞先進封裝技術的爭奪會更加激烈。長電科技在先進封裝上全面布局,SiP封裝和Fan-out封裝是公司最主要且最具潛力的先進封裝技術,目前長電科技SiP技術已可與日月光相抗衡。公司持續加強先進封裝測試技術的領先優勢,成功於2020年4月通過全球行業領先客戶的認證,實現雙面封裝SiP產品的量產,並通過實施各種先進研發項目來實現產品組合的多元化。客戶層面,公司擁有國內最多樣化的客戶構成,國際化客戶基礎可媲美日月光,海外客戶收入佔比高達60%,前道晶圓多來自於台積電等領先代工廠與歐美大型IDM,抗風險能力強。

盈利預測:5G時代,長電技術布局國內領先,率先受益,隨著整合星科金朋日見成效,我們認為公司綜合競爭力會隨著內部生產運營的理順而逐步顯現,預計公司2020-2022年營收分別為228.9、262.3、296.3億元,預計2020-2022年凈利潤分別達到7.6、13.5、19.0億元,維持「推薦」評級。

說明:為了進一步提高公司資產營運效率,公司優化了封裝產品購銷業務模式,在生產銷售產品過程中,不再對產品的主要原料承擔存貨風險。根據收入準則的相關判斷原則,在對該部分收入依照會計準則相關規定按凈額法列示,使2020H1營業收入與營業成本均下降17.32億元,對凈利潤未產生影響。我們依據半年報披露數據對公司2019年營收測算,以凈額法口徑估算實現營收200.70億元,較2019年年報披露數據235.26億元下降34.56億元,並預計2020-2022年營收分別為228.9、262.3、296.3億元,因而盈利預測表與財務預測表營收存在差異,對凈利潤未產生影響。

風險提示:受訴訟影響業績不達預期;封測行業景氣度不及預期;終端下游需求不及預期進而影響公司業績;5G技術推進不及預期。

正文如下

1 先進封裝技術變遷:從傳統封裝到先進封裝

傳統封裝尚需改進。集成電路封裝測試包括封裝和測試兩個環節。封裝是保護晶元免受物理、化學等環境因素造成的損傷,增強晶元的散熱性能,實現電氣連接,確保電路正常工作。在上個世紀90年代之前,由於當時技術的限制,傳統封裝例如DIP、SOP、PGA等封裝形式佔據主流,以DIP封裝為例,DIP為最早採用的IC封裝技術,具有成本低廉的優勢,適合小型且不需接太多線的晶元。但由於大多採用塑料材質,散熱效果較差,無法滿足現行高速晶元的要求。而且傳統封裝的封裝效率(裸芯面積/基板面積)較低,其中DIP封裝效率只有2%-7%,存在很大的提升空間。

先進封裝應運而生。上世紀90年代之後,隨著半導體技術的發展,越來越多前道工藝的步驟被引入後道工藝當中,兩者間界限越來越模糊。隨之而來的是,越來越多超越傳統封裝理念的先進封裝技術被提出,向著高性能、高密度、低成本、集體晶圓級封裝技術標準邁進。

先進封裝的兩大核心優勢。先進封裝是能夠處理I/O引腳數大於100 或引腳/焊球間距小於0.5mm的晶元的新型封裝技術,他們之所以能夠成為持續優化晶元性能和成本的關鍵創新路徑,其原因可歸納為以下兩點:1.小型化:提高晶元面積與封裝面積的比值,例如三維(3D)封裝首先突破傳統的平面封裝的概念,組裝效率高達200%以上。它使單個封裝體內可以堆疊多個晶元,實現了存儲容量的倍增。2.集成度高:在系統微型化中提供更多功能,例如SiP(系統級封裝)將不同用途的晶元整合於同一個系統中,而且還使得原有電子電路減少70%-80%,運行功耗因PCB電路板縮小而減少。

先進封裝引領行業發展趨勢。隨著下游計算應用需求日益擴張,對晶元性能提出了更高的要求,而晶圓製程接近極限,已難以驅動摩爾定律,通過先進位程來優化晶元性能難度陡增。先進的半導體封裝技術不僅可以增加功能、提升產品價值,還能夠有效降低成本,成為延續摩爾定律的關鍵。目前先進封裝技術越來越受到IC廠商的青睞,將引領封裝行業發展趨勢,是未來低功耗、高性能、小型化終端應用的必然選擇。

增量市場持續打開。目前半導體產業正處於轉折點,業界亟需IC封裝來維持摩爾定律的進展,先進封裝以其獨特的優勢進入最成功的時期。Yole研究預測指出,先進封裝將保持成長趨勢,2018-2024年間以8%的年復合增長率成長,到2024年達到近440億美元。相反,在同一時期,傳統封裝市場僅以2.4%的年復合成長率成長,而整個IC封裝產業CAGR約為5%。

2 龍頭齊聚,探索先進封裝

龍頭競相卡位先進封裝。進入後摩爾時代以來,半導體製造龍頭企業開始從過去著力於晶圓製造技術節點的推進,逐漸轉向系統級封裝技術的創新,先進封裝技術成為持續優化晶元性能和成本的關鍵路徑。圍繞著先進封裝的市場競爭愈演愈烈,台積電、英特爾、三星三大先進晶元製造商紛紛加碼,加速先進封裝技術的部署。

英特爾與三星:面向未來的異構計算趨勢,英特爾推出「分解設計」策略,將原先整個SoC晶元先做成如CPU、GPU、I/O等幾個大部分,再將SoC的細粒度進一步提升,按晶片IP來進行組合。這些分解開的小部件整合起來後,速度快、帶寬足,同時還能實現低功耗,有很大的靈活性,將成為英特爾的一大差異性優勢。三星則推出3D封裝技術「X-Cube」,通過TSV進行互連,已能用於7nm乃至5nm工藝。目前測試晶元可以做到將SRAM層堆疊在邏輯層上,將SRAM與邏輯部分分離,從而騰出更多空間來堆棧更多內存。此外TSV技術能大幅縮短裸片間的信號距離,提高數據傳輸速度和降低功耗。X-Cube實現了三星在3D封裝技術上速度和功效的重大飛躍。

台積電:台積電方面,2020年8月推出3DFabric整合技術平台,其中包括了前端封裝技術(SoIC技術和CoW、WoW兩種鍵合方式)和後端封裝技術(CoWoS和InFO系列封裝技術)。3DFabric可將各種邏輯、存儲器件或專用晶元與SoC集成在一起,為高性能計算機、智能手機、IoT邊緣設備等應用提供更小尺寸的晶元,並且可通過將高密度互連晶元集成到封裝模塊中,從而提高帶寬、延遲和電源效率。這帶來的好處是:客戶可以在模擬IO、射頻等不經常更改、擴展性不大的模塊上採用更成熟、更低成本的半導體技術,在核心邏輯設計上採用最先進的半導體技術,既節約了成本,又縮短了新產品的上市時間。台積電認為,晶元在2D層面的微縮已不能滿足異構集成的需求,3D才是未來提升系統效能、縮小晶元面積、整合不同功能的發展趨勢。

通過三大晶元製造巨頭的先進封裝布局,我們可以看到在接下來的一年,3D封裝技術將是超越摩爾定律的重要殺手鐧。雖然這些技術方法的核心細節有所不同,但殊途同歸,都是為了持續提升晶元密度、實現更為複雜和靈活的系統級晶元,以滿足客戶日益豐富的應用需求。

3 率先布局,先進封裝優質標的

邁入高端封裝技術一流梯隊。2015年長電科技引入產業基金和中芯國際的戰略投資收購了全球排名第四的星科金朋,一舉躍升為全球第三的先進封測廠商,在中國、韓國、新加坡擁有三大研發中心及六大集成電路成品生產基地,目前在高端封裝技術已與國際先進同行并行發展,具備全系列封裝技術的能力。

基於長電科技在先進封裝上的全面布局,目前封裝業務主要以先進封裝為主,占封裝業務的93.74%,長電先進、長電韓國以及星科金朋為主要工廠。長電先進具備FC、PoP、Fan-out、WLP、2.5D/3D等先進封裝的能力;星科金朋新加坡廠擁有Fan-out eWLB和WLCSP封裝能力,韓國廠擁有SiP和FC系統封測能力,江陰廠擁有先進的存儲器封裝、全系列的FC倒裝技術;長電韓國主營SiP高端封裝業務。

SiP封裝優質標的。SiP系統級封裝和Fan-out封裝技術是長電科技最主要且最具潛力的先進封裝技術。長電科技通過收購星科金朋獲得SiP技術,目前長電科技擁有的SiP技術已可與日月光抗衡。星科金朋韓國廠已正式量產,主營業務為高端封裝測試產品及高階SiP產品封裝測試,專為重要戰略客戶供貨。Fan-out封裝方面,長電科技積極投入研發高性能Fan-out工藝,使其有能力滿足客戶快速增長的Fan-out訂單需求。

SiP封裝一般用於創建高集成度產品,因面積小、成本低,所以較適用於生產周期短的電子產品。AiP則是在SiP的基礎上更進一步,將射頻模塊和天線封裝集成在一起,應用於5G毫米波天線。2020年5G手機的銷量超出預期,基於毫米波技術的5G手機對SiP的需求量增大,而蘋果AirPods在繼Apple watch以後,也將採用了SiP封裝技術。基於5G、物聯網、智能穿戴以及智能家居的快速發展,大量增長的內部器件將進一步壓縮了設備的內部空間,小尺寸先進封裝技術SiP顯得尤為重要。隨著SiP封裝應用範圍滲透率的逐漸提高,預計未來SiP封裝的市場需求將迎來爆發性的增長。基於此,長電韓國除了積極布局高階SiP業務,切入手機和穿戴式裝置等終端產品之外,也有意切入韓國5G天線相關AiP封裝。

長電科技通過實施一系列的整合、調整舉措,正在逐步實現集團下各公司間的協同效應,技術能力和產能布局更加匹配市場和客戶需求,公司的研發、生產、運營持續向好的方向快速發展,並取得顯著成效。長電科技一直深耕先進封裝技術,面向全球客戶,打造全面的技術產品種類和完整的全流程服務。受益於半導體產品市場蓬勃發展和長電科技優秀的產品品質,以及國內外客戶對長電科技的認可,長電科技在全球半導體封測行業始終處於領先地位。隨著5G時代的到來,長電科技將繼續在5G網路通訊、移動終端、車載電子、大數據存儲、AI和物聯網領域持續投入,保持先進封裝領域優勢,不斷提升工廠產能利用率,未來將充分受益5G紅利,迎來業績攀升。

以上為報告部分內容,完整報告請查看《》。

   方正電子&計算機團隊  

陳杭

方正證券研究所

電子&計算機首席分析師

陳  杭:北京大學碩士,方正證券研究所電子首席&計算機首席。

吳文吉/13918329416:新加坡國立大學碩士,主攻功率半導體,模擬電路,CMOS圖像感測器,深度覆蓋韋爾股份、聞泰科技、立訊精密、領益智造等。

陶胤至/18600879940:北京大學電子與通信工程碩士,電子科技大學微電子學士,專注於面板、LED、元器件、半導體板塊研究。

方聞千/18717854750:復旦大學國際金融碩士,4年計算機行業研究經驗,對於網路安全,雲計算等產業有深刻的理解和把握。

蔣  領/13917583492:英國蘇塞克斯大學碩士,主攻金融IT和醫療IT兩大領域,深度覆蓋恆生電子、同花順、長亮科技、衛寧健康、創業慧康、萬達信息等龍頭公司。

駱奕揚/17603002262:香 港科技大學集成電路設計碩士,南京大學物理學學士。曾就職於興業證券海外TMT團隊,2019年加入方正證券。重點覆蓋中芯國際、華虹半導體等公司。

李  萌/15202191589:華東師範大學金融碩士,2020年加入方正證券,主攻半導體封裝測試、存儲晶元、EDA軟體、光刻機等領域。重點覆蓋長電科技、小米集團、兆易創新等公司。

薛逸民/13665201564:香 港大學經濟學碩士,湖南大學金融學學士,2020年加入方正證券,主攻射頻前端、模擬晶元和 IoT 領域。重點覆蓋卓勝微、聖邦股份、樂鑫科技、匯頂科技等公司。