集成电路测试专题研究报告

集成电路测试专题研究报告

成立国家集成电路产业发展领导小组，负责集成电路产业发展推进工作的统筹协调，强化顶层设计，整合调动各方面资源，解决重大问题。成立咨询委员会，对产业发展的重大问题和政策措施开展调查研究，进行论证评估，提供咨询建议。大力推动国内封装测试企业兼并重组，提高产业集中度。适应集成电路设计与制造工艺节点的演进升级需求，开展芯片级封装（CSP）、圆片级封装（WLP）、硅通孔（TSV）、三维封装等先进封装和测试技术的开发及产业化。落实税收支持政策进一步加大力度贯彻落实《关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（国发〔2000〕18号）和《关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（国发〔2011〕4号），加快制定和完善相关实施细则和配套措施，保持政策稳定性，落实集成电路封装、测试、专用材料和设备企业所得税优惠政策。落实并完善支持集成电路企业兼并重组的企业所得税、增值税、营业税等税收政策。对符合条件的集成电路重大技术装备和产品关键零部件及原材料继续实施进口免税政策，以及有关科技重大专项所需国内不能生产的关键设备、零部件、原材料进口免税政策，适时调整免税进口商品清单或目录。集成电路封测与上下游行业之间的关联性集成电路产业链分为IC设计、晶圆制造、集成电路封装测试三个环节，其中集成电路产业链是以IC设计为主导，由IC设计企业设计出集成电路，然后委托晶圆制造厂生产晶圆，再委托封装厂进行集成电路封装、测试，最后销售给电子整机产品生产企业。（一）集成电路封测行业与上游行业的关联性上游封装材料制造业为本行业提供引线框架、铜线、合金线、塑封树脂等原材料；设备制造业为本行业提供减薄划片设备、装片设备、键合设备、塑封设备、电镀设备、测试设备等。以上原材料和设备的供应影响本行业的生产，原材料的价格影响本行业的成本。行业与上游的主要企业宁波康强、烟台招金、蔼司蒂、上海新阳、东京精密、DISCO、先进太平洋、KS、铜陵三佳等建立了长期的合作关系，以上企业按照采购合同为行业供应原材料和设备。（二）集成电路封测行业与下游行业的关联性下游行业集成电路设计行业的市场需求直接带动封装测试行业的销售增长，集成电路设计企业的需求变化在很大程度上也带动着封装测试企业在生产工艺、产品结构、技术创新等方面的提升，因此，下游集成电路设计行业对封装测试行业的发展有决定性的影响。集成电路封测行业发展态势（一）集成电路封测行业空间巨大且预期替代进一步加速根据海关总署的数据，半导体集成电路产品的进口额已连续多年位列所有进口商品中的第一位，2013年至2021年期间，我国集成电路进出口逆差从-1，446．40亿美元增至-2，787．60亿美元，年均复合增长率达8．64%。不断扩大的中国半导体市场严重依赖于进口，中国半导体产业自给率过低，进口替代的空间巨大。近年来各类国际事件引发了社会各界对工业缺芯少魂的国民大讨论，使得我国认识到了集成电路行业自主可控的重要性，进一步推动了我国集成电路产业链的进程。从2017年美国政府禁止向中兴通讯出售芯片、到2018年中美贸易战、再到2019年美国针对华为进行的贸易封锁等重大事件，给长期依赖集成电路进口的中国企业敲响了警钟，发展集成电路产业迫在眉睫。接踵而至的国际事件使得业界认识到国内集成电路企业技术研发水平直接关系到我国集成电路水平的提升和国家信息安全，尽快实现集成电路行业自主可控具有重要性和紧迫性，极大加快了集成电路产业国产化的进程。同时，为避免遭受各种不可控的贸易摩擦风险，近年来我国晶圆厂建设迎来高峰期，将带动封装测试市场的发展。根据国际半导体设备与材料产业协会（SEMI）发布的报告预测，2020-2025年中国大陆地区晶圆产能占全球比例将从18%提高至22%，年均复合增长率约为7%。随着大批新建晶圆厂产能的释放，集成电路封装测试需求将大幅增长。（二）集成电路封测行业先进封装将成为未来封测市场的主流先进封装是当前最前沿的封装形式和技术，包括倒装芯片（FC）结构的封装、圆片级封装（WLP）、2．5D封装和3D封装等。随着摩尔定律发展接近极限，先进封装可以通过小型化、薄型化、高效率、多集成等特点优化芯片性能和继续降低成本，成为后摩尔时代封测市场的主流。与此同时，随着物联网、汽车电子、人工智能、5G通信技术和自动驾驶等新兴应用领域的兴起，应用市场对封装工艺、产品性能、功能多样的需求越来越高，为先进封装测试产业提供了巨大的市场空间和规模。根据中国半导体行业协会发布的《中国半导体产业发展状况报告（2021年版）》信息显示，未来，全球半导体封装市场将在传统工艺保持较大比重的同时，继续向着小型化方向发展，先进封装在新兴市场带动和半导体技术的发展，将在2019-2025年实现6．6%的年均复合增长率。根据封装分会的数据，国内规模以上封装测试企业先进封装产品销售占比约为35%。（三）集成电路封测行业系统级封装（SIP）将推动先进封装的进一步快速发展在性能和成本的驱动下，封装技术发展呈现两大趋势：微型化和集成化。微型化是指单个芯片封装向小型化、轻薄化、高I/O数发展；而集成化则是指多个芯片封装在一起。集成化并不是相互独立的，集成化可以根据不同的微型化组合形成多种解决方案。随着摩尔定律发展接近极限，集成电路的集成化越来越高，呈现出两种集成路径，一是在设计和制造端将多个功能的系统集成在一个芯片上，即SoC技术，同时封测端发展出的扇出晶圆级封装技术正好可以用来封装SoC芯片；二是在封测端将多个芯片封装成一个，即SIP技术。人工智能被看作是又一项改变人类社会发展的重要技术，而人工智能芯片则是人工智能产业发展的基础，国际人工智能巨头企业都在着力发展基础的AI芯片。5G通信开始实质性进入商用阶段，从运营商到终端企业均已在积极布局相关技术和产品，基于5G技术的物联网应用，将在国内消费升级和工业转型的双重利好带动下，带来新一轮发展。手机等消费电子芯片产品和技术更新换代速度较快，其中除了通用的存储、处理、拍摄等芯片逐步提升技术节点外，而独立的射频、功率、模拟和传感器芯片开发已产生了重大改变。将独立芯片集成在模块上或采用SIP封装是未来的发展趋势。现状与形势近年来，在市场拉动和政策支持下，我国集成电路产业快速发展，整体实力显著提升，集成电路设计、制造能力与国际先进水平差距不断缩小，封装测试技术逐步接近国际先进水平，部分关键装备和材料被国内外生产线采用，涌现出一批具备一定国际竞争力的骨干企业，产业集聚效应日趋明显。但是，集成电路产业仍然存在芯片制造企业融资难、持续创新能力薄弱、产业发展与市场需求脱节、产业链各环节缺乏协同、适应产业特点的政策环境不完善等突出问题，产业发展水平与先进国家（地区）相比依然存在较大差距，集成电路产品大量依赖进口，难以对构建国家产业核心竞争力、保障信息安全等形成有力支撑。当前，全球集成电路产业正进入重大调整变革期。一方面，全球市场格局加快调整，投资规模迅速攀升，市场份额加速向优势企业集中。另一方面，移动智能终端及芯片呈爆发式增长，云计算、物联网、大数据等新业态快速发展，集成电路技术演进出现新趋势；我国拥有全球规模最大的集成电路市场，市场需求将继续保持快速增长。新形势下，我国集成电路产业发展既面临巨大的挑战，也迎来难得的机遇。集成电路行业基本情况集成电路是20世纪50年代发展起来的一种半导体微型器件。从产业链的角度看，集成电路行业主要包括芯片设计、晶圆制造、芯片封装和集成电路测试，其中芯片设计是指芯片的研发过程，通过系统设计和电路设计，将设定的芯片规格形成版图；晶圆制造是将光罩上的电路图形信息大批量复制到晶圆裸片上，在晶圆裸片上形成电路；封装是将晶圆通过切割、键合、塑封等过程使芯片电路与外部器件电气连接，并为芯片提供机械物理保护；测试是指对晶圆和封装完成的芯片进行功能和性能测试。集成电路作为国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，是培育发展战略性新兴产业、推动信息化和工业化深度融合的核心与基础，集成电路产业以其极强的创新力和融合力，已经渗透到人民生活、生产以及国防安全的方方面面，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平以及保障国家安全等方面发挥着重要的作用。集成电路是全球信息产业的基础与核心，广泛应用于计算机、数字图像、网络通信、云计算、大数据、人工智能等终端领域。根据WSTS的统计数据，2011年至2019年，全球集成电路市场总收入从2，470．73亿美元增至3，333．54亿美元，年均复合增长率为3．81%；2020年，全球集成电路产业总收入为3，612．26亿美元，较2019年度增长8．36%；2021年，全球集成电路产业总收入为4，630．02亿美元，较2020年度增长28．18%；预计2022年和2023年全球集成电路产业总收入规模将分别达到5，473．19亿美元和5，768．17亿美元。加速发展集成电路制造业抓住技术变革的有利时机，突破投融资瓶颈，持续推动先进生产线建设。加快45/40nm芯片产能扩充，加紧32/28nm芯片生产线建设，迅速形成规模生产能力。加快立体工艺开发，推动22/20nm、16/14nm芯片生产线建设。大力发展模拟及数模混合电路、微机电系统（MEMS）、高压电路、射频电路等特色专用工艺生产线。增强芯片制造综合能力，以工艺能力提升带动设计水平提升，以生产线建设带动关键装备和材料配套发展。集成电路封测行业周期性特征封装测试的芯片广泛应用于各类终端消费产品，受全球宏观经济的波动、行业景气度等因素影响，各类终端产品消费存在一定的周期性，而消费市场周期会传递至集成电路行业，集成电路行业的发展与宏观经济及终端市场整体发展密切相关。在宏观经济上升周期时，集成电路企业产能利用率趋于饱和，经营业绩增长；在宏观经济下降周期时，集成电路企业产能利用率趋于不足，经营业绩下滑。另一方面，集成电路下游行业产品生命周期变化、产业技术升级、终端消费者消费习惯变化均可能导致集成电路周期转换。集成电路行业技术水平和技术特点集成电路封装技术发展大致分为五个阶段，目前处于第三阶段成熟期，正向第四阶段演进。全球封装技术的主流处于第三代的成熟期，封测行业正在经历从传统封装向先进封装的转型。目前国内市场主流封装产品仍处于第二、三阶段，在先进封装方面，大陆封装行业整体发展水平与境外仍存在一定的差距。测试技术现阶段需要能充分满足客户对芯片功能、性能和品质等多方面要求，提供个性化的专业服务，保证产品质量的同时还需在测试时间和测试能效上作出进一步突破。此外，随着集成电路行业垂直分工趋势的日益明显和众多新兴下游领域的涌现，独立第三方测试企业需要向专业化、规模化的方向努力，达到能够迅速反应市场需求、满足客户对于不同产品的个性化测试要求的经营水平。我国专业测试企业规模普遍偏小，产能相对有限，在高端产品测试能力、产品交期、产品质量、服务个性化和多样化等环节仍处于追赶国际领先企业的状态。着力发展集成电路设计业围绕重点领域产业链，强化集成电路设计、软件开发、系统集成、内容与服务协同创新，以设计业的快速增长带动制造业的发展。近期聚焦移动智能终端和网络通信领域，开发量大面