雙碳背景下,傳統燃油車升級到新能源車,功率半導體使用量提升了9倍;
5G時代,手機單機半導體價值量比4G時期翻了近一倍。
隨著下游應用場景不斷豐富,單車、單機的晶片使用量大幅提升,人工智慧、自動駕駛、物聯網等高效能計算對電路整合度的要求越來越高,縮小芯片面積、提高整合度顯得格外重要,那麼代工和封測環節又做了怎樣的努力呢?
今天就半導體的技術進度給大家做一期細緻講解。
一、得製程者得天下
11月12日(上週五),中芯國際釋出了三季報。
透過業績報我們發現,中芯國際前9個月歸母淨利潤同比增長137.6%,其中,第三季度同比增長22.6%。
透過三季報細節我們可以發現,中芯國際的先進製程業務營收創新高,FinFET/28nm節點業務佔晶圓收入的比例由二季度的14.5%大幅提升至18.2%。
這裡提到的先進製程,便是晶圓代工環節縮小芯片面積、提高整合度的核心。
我們知道,半導體是常溫下導電效能介於導體與絕緣體之間的材料。
當一個半導體電晶體工作時,透過給柵極通電,電子單向地從源極流向漏極,原本處於絕緣狀態的矽就會變得導電。
而製程就是源極和漏極之間的距離,製程越先進,電子從源極到漏極所流經的距離就越短,電晶體反應就越迅速,訊號傳輸效率越高;
同時,距離越短也意味著在同樣大小的面積內可以整合更多電路,從而使電晶體的整體體積縮小,進而降低成本。
一般來說,開頭提到的28nm是半導體成熟製程與先進製程的分界線,28nm及以下製程稱為先進製程。
中國大陸最先進的代工廠中芯國際,目前最先進的工藝能量產14nm製程,接下來試圖突破12nm和7nm製程;
而臺積電已經能量產5nm製程,且3nm製程已進入測試階段,預計2022年將實現量產。
也就是說,在先進製程上,中芯國際與臺積電至少相差兩個段位。
不過,我們透過細節也可以發現,全球半導體產業鏈向大陸轉移有望帶動大陸企業在先進製程方面的奮力追趕。
全球半導體產業鏈共經歷了三次轉移。
上一輪由日本轉移至中國臺灣和韓國, IDM企業為了專注研發、控制成本,將製造環節轉移出去,造就了臺積電和三星這些代工巨頭。
伴隨著韓國和中國臺灣逐步喪失勞動力成本優勢,半導體產業鏈又逐漸向中國大陸轉移——
2017年至2020年,全球陸續投產62座晶圓廠,其中中國擁有26座,佔比40%。
今明兩年,中國計劃新建8座晶圓廠,佔全球比重近1/3,中國大陸晶圓廠產能加速擴張,將帶動代工環節先進製程的研發與突破。
二、封裝的增收新利器
為了進一步提升晶片的整合度、縮小晶片的整體面積,先進封裝是繼先進製程後的另一重要方式。
在封測環節,封裝工藝按是否焊線,分為傳統封裝與先進封裝。
傳統封裝靠金屬線實現晶片與外部電子元器件的電氣連線,但密度太高易導致短路,所以封裝面積與芯片面積的比值較大;
而先進封裝採用其他非金屬線的方式進行連線,種類豐富,比如3D方式透過堆疊而非平面封裝,縮小封裝面積與芯片面積比值的同時,增加了單個封裝裡整合的元器件數量,更適用於多元化的下游應用場景。
另外,除了需求驅動,先進封裝的高價值是企業由傳統封裝向先進封裝轉型的另一動力源泉。
我們曾經在《半導體的崛起路,有點長啊…》中說過,封測的附加價值相對低,勞動密集度高,因此毛利率是三個環節中最低的。
以全球各環節的龍頭公司為例,設計龍頭博通和代工龍頭臺積電,2010年-2019年的年均毛利率均為48%,而同時段封測龍頭日月光的年均毛利率僅為18.69%,
但是,先進封裝的發展或許能改善這一局面——
先進封裝的銷售均價幾乎是傳統封裝的10-14倍,且差距仍在擴大。
以中國大陸封測龍頭長電科技為例,雖然先進封裝的銷量只佔封裝總銷量的一半左右,但卻貢獻了九成的封測業務營收。
由於傳統封裝的技術壁壘低,中國大陸企業的傳統封裝較強。
但近年來,透過併購加強協同效應、促進技術升級,疊加政策支援,目前,大陸封測廠在先進封裝方面的技術水平基本與海外廠商相當,主流技術路線實現全覆蓋,其中,長電科技掌握的先進封裝工藝最全面。
未來,需求和利潤兩大驅動因素將帶動更多企業加入到向先進封裝轉型的行列。
總之,無論是汽車、手機還是各種物聯網應用場景,在內建元件數量不斷增加、對空間利用率要求不斷提高的情況下,先進製程和先進封裝憑藉更小體積、更高整合度的優勢,將會成為未來半導體發展的必然趨勢。
而擁有先進技術的企業會在半導體領域擁有更強的話語權。
今天半導體板塊集體回撥,行業內個股的表現,分化極為明顯。
對於優質個股,我們認為回撥即為上車機會,但是科技行業中科技屬性差的個股,中長期持有實際是有壓力的。
行業動態:
1.工信部表示:2025年底新建大型和超大型資料中心PUE值下降到1.3以下。
2.持續加大使用者資訊保護力度,下架540款拒不整改的APP。
宣告:以上投資分析不構成具體買賣建議,股市有風險,入市需謹慎。