2024年气派科技研究报告:深耕封测环节近二十年,先进封装构筑远期成长动能

  • 来源:国盛证券
  • 发布时间:2024/09/05
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气派科技研究报告:深耕封测环节近二十年,先进封装构筑远期成长动能。专注封测近20年,业绩随下游复苏有所好转。气派科技股份有限公司成立于2006年11月7日,前身系深圳市气派科技有限公司。自成立之初,公司就专注于集成电路的封装和测试业务。凭借多年的深耕和积累,目前公司已形成共计超过300种封装形式,已成为华南地区最大的本土集成电路封装测试企业之一。2022年以来,终端消费市场持续低迷,公司业绩受此影响,表现不佳。随着去库周期的结束与消费电子行业的回暖,2024H1公司实现营业收入3.13亿元,同比增长26.61%;实现归母净利润-0.41亿元,同比增长41.53%,拐点已现。周期低点已过,出货量...

封测行业:半导体制造后端环节,国产厂商扶摇而上

与半导体行业共同进步,全球市场规模超 800 亿美元

集成电路封装测试行业涵盖封装和测试两大环节。由于测试环节通常与封装环节紧密结 合,因此整个行业通常被称为封装测试业。

封装过程包括对经过测试的晶圆进行背面减薄、切割、安装、连接、封装、电镀和成型 等一系列工艺步骤,从而制造出独立的、功能完整的集成电路。封装的主要目的是保护 芯片,使其免受物理和化学环境因素的损害,同时提高芯片的散热能力,并确保芯片的 引脚能够方便地与印刷电路板(PCB)或玻璃基板等部件级(或系统级)的组件实现电气 连接,以保证电路的正常运行。

测试环节则专注于对芯片或集成模块的功能和性能进行检测。通过测量集成电路的输出 响应,并将其与预期输出进行比较,可以确定或评估集成电路元件的功能和性能。测试 的目的是筛选出那些存在结构缺陷或功能、性能不达标的产品,它是验证设计、监控生 产过程、确保产品质量、分析故障原因以及指导产品应用的关键环节。 测试环节主要包括两个阶段:封装前的晶圆测试(Chip Probing,CP 测试)和封装后 的芯片成品测试(Final Test,FT 测试)。 晶圆测试(CP 测试):在晶圆制造流程的最后阶段,使用探针台和测试机对晶圆上每个 芯片晶粒进行功能和电参数性能的检测。CP 测试环节在封装之前,确保每个芯片晶粒在 进入封装流程之前都符合性能要求。 芯片成品测试(FT 测试):封装完成后,利用分选机和测试机对每颗芯片进行电参数性 能的测试,确保每颗集成电路在出厂前都能满足设计规范的功能和性能标准,从而提升 产品的良品率。

半导体技术的创新进步带动封测行业不断向前发展。根据《中国半导体封装业的发展》, 全球封装技术已经经历了五个发展阶段,从传统的封装形式逐步向更先进的技术演进。 第一阶段:在 20 世纪 70 年代之前,封装技术以直插型封装为主,其中双列直插封装 (DIP)是该时期的代表性技术。第二阶段:20 世纪 80 年代之后,封装技术开始发展表 面贴装技术,并引入了针列阵封装。第三阶段:进入 20 世纪 90 年代,封装技术进一步 发展,出现了球阵列对装(BGA)、芯片级封装(CSP)和例装封装(FC)等新型封装形 式。第四阶段:在 20 世纪末,封装技术开始从二维向三维转变,系统级封装(SiP)、凸 点制作(Bumping)和多芯片组封装(MCM)等技术开始出现。第五阶段:21 世纪初的 十年里,封装技术迎来了硅通孔(TSV)、扇出型集成电路封装(Fan-Out)和三维立体封 装(3D)等创新技术。

目前,全球封装行业主要采用第三阶段的 CSP 和 BGA 封装技术,并且正在向第四和第五 阶段的 SiP、SoC 和 TSV 等更先进的封装技术过渡。 据中商产业研究院的数据显示,2022 年全球封装测试市场的规模约为 815 亿美元,比 上一年增长了 4.89%。尽管市场整体增长趋缓,但汽车电子、人工智能和数据中心等应 用领域的快速发展预计将推动全球封测市场持续增长。预计到 2023 年,产业规模将增 至 822 亿美元。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的数据,2022 年全球半导体市 场的总规模约为5740亿美元,其中封测环节在整个半导体产业链中的占比约为14.20%。 未来,随着先进封装技术渗透率提升,有望成为封测市场增长的主要驱动力,推升封测 环节价值量占比。

全球产业布局稳定,中国台湾与大陆份额靠前

封测产业的产能主要集中在中国大陆和中国台湾。在 2023 年前十大委外封测公司中, 根据总部所在地划分,中国台湾以 37.73%的市场份额位居首位;中国大陆紧随其后,市 场份额为 25.83%,位列第二;美国则以 14.09%的市场份额排在第三位。由于全球封测 产业逐渐向成本更低廉的地区转移,中国大陆和中国台湾的劳动力和生产成本较低,在 成本竞争中具有明显优势。同时,中国庞大的市场规模和巨大的需求为封测企业带来了 规模经济,使能够不断扩大产能和规模,进一步降低成本。这种成本优势也吸引了全球 客户将更多的订单转移到中国。 行业格局相对稳定。根据芯思想研究院发布的 2023 年全球封测厂营收占比数据显示, 中国大陆和中国台湾在全球市场上的份额合计超过 60%,封测行业的全球产业布局已相 对稳定。其中,日月光以 25.87%的市场份额位居榜首;安靠以 14.09%的市场份额紧随 其后,排名第二。在中国大陆厂商中,长电科技、通富微电、华天科技和智路封测分别 位列第三、第四、第六和第七名,市场份额分别为 10.27%、7.90%、3.99%和 3.67%。

封测行业属于资金密集型、技术密集型行业,资金与技术共同构筑行业进入壁垒: 封装结构的设计难度、高度精密化的加工工艺是行业的主要技术门槛。一方面,芯片必 须通过封装才能与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下 降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。封装工艺的功能包括功率分配(电 源分配)、信号分配、散热通道、隔离保护和机械支持等,每一项功能都能影响芯片的性 能,封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的 PCB((印制电路板) 的设计和制造。 封测企业十分依赖先进封装与测试设备,对前期资金投入要求较高。封装涉及到芯片与 封装材料的连接、封装结构的设计、封装工艺的控制等方面的技术。这些技术要求企业 具备专业的研发团队和先进的封装设备,以确保产品的质量和可靠性。此外,测试环节 设计到的专业技术也需要企业具备先进的测试设备和测试方法,同时需要专业的测试工 程师进行测试方案的设计和实施。随着集成电路封装测试行业的发展,自动化技术的应 用越来越广泛。企业需要掌握先进的自动化技术,包括自动化测试设备、自动化生产线 等,以提高生产效率和产品质量稳定性。因此,封测企业需要不断提高技术水平、优化 生产流程、降低成本、提高产品质量等方面做出努力,不断投入资金对已有设备进行迭 代,以在竞争激烈的市场中保持有力的竞争力。

气派科技:深耕封测领域近 20 年,先进封装占比不断提升

专注封测近 20 年。气派科技股份有限公司成立于 2006 年 11 月 7 日,前身系深圳市气 派科技有限公司。自成立之初,公司就专注于集成电路的封装和测试业务。凭借多年的 深耕和积累,公司现已成为华南地区规模最大的本土集成电路封装测试企业之一。在中 国的内资集成电路封装测试服务提供商中,公司是少数几家拥有强大质量管理体系和工 艺创新能力的技术应用型企业。

封装形式超过 300 种,拓展晶圆测试服务。通过持续的研发投入,公司对 DIP、SOP、 SOT、DFN/QFN等多种封装形式有着深入的理解和再解析。基于此,公司自主定义了Qipai 和 CPC 系列等新的封装形式,显著减小了 DIP、SOP、SOT 等传统封装产品的体积,同 时在保证产品性能的前提下,大幅降低了封装测试成本。此外,公司还自主定义了 CDFN/CQFN 系列封装形式。与 DFN/QFN 系列产品相比,CDFN/CQFN 系列产品的焊接 难度更小,这不仅降低了生产成本,还提高了产品的合格率。目前公司已形成包括 MEMS、 FC、5G 氮化镓射频器件塑封封装、LQFP、QFN/DFN、CQFN/CDFN、CPC、SOP、SOT、 TO、QIPAI、DIP、PDFN 等多个系列在内的产品结构,共计超过 300 种封装形式。 近年来,公司通过引进晶圆测试设备,拓展业务范围至晶圆测试服务,进一步完善了公 司生产工序,提高了公司从封装到测试的一站式服务能力。

管理团队健康稳定,核心高管拥有丰富的行业经验。截至 2024 年中报,公司董事长兼 总经理梁大钟直接持有公司 47.73%的股份,梁大钟与公司董事白瑛合计直接持有公司 57.81%的股份,梁大钟和白瑛夫妇是公司的实际控制人,自上市至今持股数量未有变化。 董事长梁大钟、董事白瑛和施保球均为公司的创始团队成员,核心团队成员大多具有多 年的半导体行业从业经验,丰富的经验和稳定的团队为公司的快速发展提供了有力支撑。

股权激励绑定核心技术人员。公司于 2023 年 11 月发布首次股权激励方案,最终计划拟 向包括核心技术人员、中层管理人员及核心业务(技术)骨干等在内的 125 人,以 13.73 元/股的价格向激励对象授予限制性股票共 90.35 万股。本次激励方案以营业收入、净利 润为考核目标,以 2022 年营收为基数,2024-2026 年增速分别不低于 33%、55%、 100%;2024-2026 年净利润目标分别为转正、不低于 1000 万、不低于 2000 万。

业绩与行业景气度节奏一致,复苏信号逐渐清晰。近年来,国内集成电路产业的国产替 代进程加快,加之 5G、人工智能、物联网和汽车电子等领域的快速发展,带来了强劲的 市场需求。2021 年,由于受到公共卫生事件的冲击,海外封测厂商的复工进程受到了延 缓,这导致了供给的紧缩。在此背景下,2018-2021 年,公司营收与归母净利润快速增 长,CAGR 分别达到 28.8%、108.0%。2022 年以来,由于国际宏观经济环境和地缘政 治的波动,终端消费市场持续低迷。同时,集成电路行业也受到了去库存和消费电子市 场不景气的影响,整体市场表现出供过于求的现象。公司业绩受此影响,表现不佳。随 着去库周期的结束与消费电子行业的回暖,2024H1 公司实现营业收入 3.13 亿元,同比 增长 26.61%;实现归母净利润-0.41 亿元,同比增长 41.53%,业绩情况已经有所好转。

行业价格与成本压力共同影响盈利水平。2018 年,公司的主营业务毛利率处于较低水平。 然而,随着行业景气度的逐步改善,以及公司对封装测试产品结构进行的调整和优化, 2019 年公司的主营业务毛利率较 2018 年有所提高。2020-2021 年,由于行业景气度持 续保持在较高水平,公司进一步调整和优化了产品结构,同时受益于新冠疫情期间的社 保和公积金减免政策,公司主营业务毛利率进一步提升,规模效应下净利率也有较好的 表现。但 2022 年以来终端需求不佳,行业竞争激烈,封测企业均纷纷下调产品价格。同 时,募投项目的推进带来折旧成本的增加、电费上涨及公司架构调整带来的人力成本上 升,共同影响公司整体的盈利水平。2024 年上半年,公司实现毛利率-1.93%,实现净利 率为-13.19%。

传统封测业务:周期低点已过,出货量逆势提升推动业绩反转

全球半导体市场重回增长轨道。在 2023 年,全球半导体行业面临了一整年高库存、需 求低迷、投资减少等各种挑战。然而,从 2023Q3 开始,行业开始迎来新一轮的增长机 遇。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的数据,全球半导体销售额在 2023 年 1 月 达到低点后开始回升,到 10 月份已恢复至 2022 年 1 月的水平,并在 2024 年 6 月再次 将 2024 年全球半导体市场增速从年初的 13%上调至 16%。美国半导体行业协会(SIA) 统计,2024 年第二季度全球半导体销售额达到了 1499 亿美元,同比增长了 18.3%,复 苏势头强劲。

终端创新有望驱动新一轮上行周期。随着 AI 浪潮席卷全球,2024 年被业界广泛认为是 AI 设备普及的起点。三星凭借全球首款 AI 手机 Galaxy S24 系列在年初便取得了突破性 成功,仅 28 天在韩国销量就超过 100 万部,打破了 S 系列销售速度的纪录。紧随其后, 魅族、OPPO、小米、一加等主流手机厂商在 AI 领域陆续发声。2023 年 9 月,英特尔 CEO 基辛格提出 AIPC 的全新概念,笔电产业中不论是芯片行业还是终端品牌均围绕 AIPC 迅速上新,根据 Canalys 预测,2024 年是市场转型的开始,AI PC 的渗透也将在 2024 年的 18%提升至 2025 年的 40%,IDC 则更为乐观,预计 2024-2027 年 AIPC 在中 国的渗透率将分别达到 55%/75%/80%/85%。预计随着 AI 应用的进一步落地,将带动 消费电子行业的新一轮革新,刺激消费者换机需求。

持续投入研发,产品类型与生产工艺不断丰富。2018-2023 年,公司研发费用由 0.22 亿 元,提升至 0.47 亿元,营收占比也由 5.77%提升至 8.47%。持续研发投入下,公司在 高密度大矩阵引线框封装技术领域持续扩大产品应用,成功实现了 DIP 和 SOP 系列封装 产品的高密度封装,目前大部分产品已经进入批量生产阶段。在生产工艺技术方面,公 司建立了晶圆激光开槽工艺平台,并开发了适用于 low-k、GaN、SiC 等材料的激光开槽 技术,有效解决了切割时可能出现的崩片和电路损伤问题,并已成功应用到相应产品。 在功率器件封测领域,公司也成功完成多款产品的设计和工艺验证,部分产品已经开始 大规模生产。

需求承压下依然取得销量增长,期待后续行业涨价为公司业绩增添动能。自 2023Q3 开 始,公司营收同比增速转正,触底回升。2024Q1 传统淡季过后,Q2 公司营收创下 2022 年以来的季度新高。展望未来,当前下游芯片厂商复苏动能强劲,多家 IC 设计企业在 2024 上半年营收均取得较大幅度增长,下游复苏有望持续向上传导。虽然 2023 年行业 需求不佳导致产品价格下降,但在公司产品类型不断丰富的背景下,全年销量仍然达到 同比 9.62%的增长,2024 上半年,公司销量更是同比增长 26.69%。未来需求复苏有望 带动行业价格回升,为公司业绩增长增添弹性。

功率封装研发进展顺利,有望成为公司成长新动力。公司于 2022 年,开启“大功率 IGBT 和 SiC 封装开发及产业化”、“大功率 MOSFET 封装开发及产业化”的项目研发,应用场 景主要聚焦于工控和汽车领域,如光伏逆变器,电动工具等。2023 年,公司在功率器件 封装测试方面取得一定成果,成功完成 PDFN56 和 PDFN33 的开发,采用 100×300mm 高密度大矩阵引线框封装技术;完成 1200V 第三代半导体 SiC 封装产品的设计和工艺验 证;TO 系列功率器件 TO252、TO220、TO263、TO247 等产品的开发,部分产品已大批 量生产并稳定交付,前述研发项目均进入小量产阶段。2023 年,公司功率器件封装测试 业务共贡献了 359 万的营业收入,并立项了(“低压大电流功率器件铜片夹扣键合技术研 发及产业化”项目,开发基于工业标准 PDFN 封装的 MOSFET 器件封装平台和封装技术, 进一步完善公司在功率器件封装测试的布局。

先进封装业务:营收占比不断提升,顺势拓展晶圆测试能力

后摩尔时代,Chiplet 技术成为提升芯片系统性能的有效路径之一。随着人工智能(AI)、 车联网和 5G 等技术领域迅速发展,对高带宽、高计算能力、高响应时间的高性能硬件 的需求不断增长,CPU、GPU 和 FPGA 等高性能计算芯片性能不断增强。但摩尔定律正 在逐渐达到物理极限,后摩尔时代背景下,异构集成芯片技术(Chiplet)将成为进一步 提高芯片效能的主流方式之一,Chiplet 技术是指在设计阶段将一个复杂的 SoC 芯片分解 为不同的计算或功能单元,然后为每个单元选择最合适的半导体制造工艺单独制造。之 后,利用先进的封装技术将这些单元相互连接,最终将它们集成封装成一个完整的系统 级芯片组。

Chiplet 技术在成本及研发效率上均有较大优势。SoC 芯片通过 Chiplet 化处理后,各个 芯粒可以根据各自的需求选择最合适的工艺制程进行独立制造,然后利用先进的封装技 术将其组装在一起,从而提高生产良率并有效降低制造成本。此外,在研发阶段,将 SoC 拆分为几个关键的 Chiplet,可以更有效地控制研发成本,减少因大 SoC 芯片设计后市场 需求不足而导致的损失,并且有助于缩短研发周期以及减少研发人员的投入。

Chiplet 技术将带动 CP 测试环节与先进封装的需求。在 CP 测试阶段,由于 Chiplet 封 装的成本较高,为了确保产品的良率并降低成本,必须在封装之前对每一片芯片裸片进 行 CP 测试。与 SoC 相比,Chiplet 技术使得对 CP 测试的需求随着芯片裸片数量的增加 而相应增加。同时,先进封装作为 Chiplet 技术的基础,预计将成为未来全球封测市场的 主要增量。根据 Yole 数据,全球先进封装市场规模将从 2022 年 443 亿美元增长至 2028 年 786 亿美元,2022-2028 年的 CAGR 约 10%,高于同期传统封装市场(CAGR=4.2%) 增速。

公司先进封装占比不断提升,并拓展晶圆测试业务。不断完善 SOP、SOT 等传统封装产 品布局的同时,公司在先进封装领域持续发力。2023 年度,公司先进封装占主营业务收 入 32.49%,相比 2022 年的 28.83%同比提升 3.66%。2022 年 6 月,公司出资 4950 万 元设立气派芯竞科技有限公司,为客户提供晶圆测试服务。同时近年公司购置了晶圆测 试设备,开始为客户提供晶圆测试服务,并且截止 2023 年年底,公司已经完成 GaN 产 品高温高压的测试方案、小焊盘产品测试方案、Bumping 产品测试方案、电源管理芯片、 小型 MCU、SCAN、LCD 控制器&DC-40V 驱动芯片,以及 AC&DC、VCO、ADC、DAC 的 处理器和 FPGA 的各种器件等 20 个晶圆测试方案的开发。2024 年上半年,公司晶圆测 试能力再度突破,完成了第三代半导体、MCU、Nor-Flash、LDO 等产品系列的测试开发 和量产,以及激光修调工艺技术和 OTP 测试技术的开发,并增资气派芯竞,加大对晶圆 测试设备的投资,将形成 100 台套的测试产能,晶圆测试产能增加至每年 80 万片。上 半年,气派芯竞完成晶圆测试 1.45 万片,同比增长 192.03%。

编辑:火腿肠
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