IC载板篇：国产替代加速推进兴森深南快速成长.docx

《IC载板篇：国产替代加速推进兴森深南快速成长.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《IC载板篇：国产替代加速推进兴森深南快速成长.docx（26页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、I、IC载板：易守难攻的优质赛道1.1、IC载板是半导体封装的关键材料IC载板是半导体封装的关键材料。集成电路产业链分为三个环节：芯片设计、晶圆制造和封装测试。封装不仅起到保护芯片和增强导热性的作用，也可以连通外部的电路与芯片内部以达到固定芯片的作用。IC封装基板（PackageSubstrate ,简称IC载板，也称为封装基板）是封装测试环节中的关键载体，用于建立IC与PCB之间的讯号连接，IC载板还能够发挥保护电路，固定线路并导散余热的作用。图1:集成电路产业链资料来源：立鼎产业研究院、资料来源：头豹研究院、DI啕装SOP封装QFP封装PG周装BG曲装SIP封装IC载板被应用于主流的封装技

2、术中。半导体芯片封装经历了几代的变迁，以封装技术分类为DIP封装（双列直插式封装技术）、SOP封装（小外形封装）、QFP封装（小型方块平面封装）、PGA封装（插针网格阵列封装技术）、BGA封装（焊球阵列封装）、SIP封装（系统级封装）。技术的迭代与升级让当前的封装面积与芯片面积可以接近于10以BGA （ Ball grid array ）封装为例，它是一种高密度封装技术，区别于其他封装芯片引脚分布在芯片周围，BGA引脚在封装的底面，使I/O端子间距变大，可容纳的I/O数目变多。BGA封装凭借着成品率高、电特性好、适用于高频电路等特点成为了目前主流的封装技术之一。BGA的基础上逐渐衍生出CSP

3、, MCM和SIP等高密度IC封装方式。先进封装技术更加迎合集成电路微小化、复杂化、集成化的特点，IC载板因其高精度、高密度、小型化和薄型化的特点被广泛应用于主流封装技术中。图2 :中国封装技术分类适合在印制电路板上穿孔焊接，操作方便应用范围很广，主要用在各种集成电路一般大规模或者超大规模集成电路采用这种封装形态其封装会因具体操作而又不同的类型和常规叫法，核心没变封装基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与印制线路板互接将多功能芯片，包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内图3 : BGA封装外观图4 : BGA封装结构0P bb。rniHiiimiiH跚喇资料来源：电子发烧友、资料来源

4、：长电科技官网、IC载板种类繁多.分类多样ic载板品种繁多，应用广泛。可以按照封装方式、加工材料与应用领域进行分类。(1 )按照封装方式分类，IC载板分为BGA封装基板、CSP封装基板、FC封装基板、MCM封装基板。表1:按照封装方式划分封装基板种类封装基板种类技术优势应用领域BGA封装基板显著增加芯片引脚，在芯片散热以及电气性能方面表现良好适用于引脚数超过300的IC封装CSP封装基板单芯片封装，重量轻，尺寸小应用于存储器产品，电信产品和具有少量引脚的电子产品FC封装基板通过翻转芯片的封装，具有低信号干扰，低电路损耗，良好的性能和有效的散热广泛应用于CPU、GPU、Chipset等产品MCM

5、封装基板将具有不同功能的芯片吸收到一个封装中。具有轻盈，薄，短和小型化的特点，但由于多个芯片封装在一个封装中，这种类型的基板在信号干扰，散热，精细布线等方面表现不佳。应用于军事、航空航天领域资料来源：电子发烧友、(2 )按照封装材料分类，IC载板分为硬质封装基板、柔性封装基板和陶瓷封装基板。刚性封装基板主要由BT树脂或ABF树脂制成，其CTE (热膨胀系数)约为13至17Ppm/七。柔性封装基板主要由PI或PE树脂制成，CTE约为13至27Ppm/。1陶瓷封装基板主要由陶瓷材料制成，例如氧化铝，氮化铝或碳化硅，它具有相对较低的CTE，约为6至8ppm/o表2 :按照材料划分封装基板种类基板分类

6、基板材料简介主要应用领域BTBT树脂具备高耐热性、抗湿性、低介电常数MEMS、通信和内存芯片、LED芯片硬质基板ABF可做线路较细、适合高脚数传输的IC应用于CPU、GPU和晶片组等大量高端芯片MIS霓嚣篇靠嚣一层或者多层预包封结构每一层都应用于模拟 功率心及数字货币等市场领域柔性基板Pk PE 具有耐热性、吸湿性以及机械性应用于汽车电子，消费电子同时也可以应用于运载火箭、巡航导弹和空间卫星等军事领域陶瓷基板氧化铝、氮化 陶瓷属于无机绝缘材料，具有耐热性、高频、高绝缘、高强 应用于半导体照明、激光与光通信、航空航天、汽车电子、深海钻铝、碳化硅度等优点探等领域资料来源：电子发烧友、(3 )按照应

7、用领域分类，IC载板分成存储芯片封装基板、微机电系统封装基板、射频模块封装基板、处理器芯片封装基板和高速通信封装基板等。表3 :按照用途划分封装基板种类产品展示产品名称产品用途存储芯片封装基板（eMMC）微机电系统封装基板（MEMS）射频模块封装基板（RF）智能手机及平板电脑的存储模块、固态硬盘等智能手机、平板电脑、穿戴式电子产品的传感器等智能手机等移动通信产品的射频模块盥00曹 0户5wcrtscc6BC空!?(crcccc00CCFOIDCCQ0 H-pc0c;c。077殳*ccc,0S&打冷nn.中n&。c段茂i门S4Z法外#处理器芯片WB-CSP智能手机、平板电脑等的基带及应用处理器等

8、处理器芯片FC-CSP智能手机、平板电脑等的基带及应用处理器等rTTTTTTTO曲事符享UT博/ ；“I11111111J高速通信封装基板数据宽带、电信通讯、FTTX.数据中心、安防监控和智能电网中的转换模块UU技术与成本壁垒增加IC载板产业集中性IC载板在参数上的要求远高于一般PCB和HDL以线宽/线距为衡量指标，常规IC载板产品可以达到20|jm/20Mm高端IC载板线宽/线距将会降低至10|jm/10pm. 5pm/5pm ,而普通性能的PCB产品线宽/线距为50pm/50pm以上。表4:IC载板.SLP. HDI.普通PCB核心技术指标对比指标IC载板SLPHDI普通PCB层数2-10

9、 层210层4-16 层190+层板厚0.1-1.5mm0.2-1.5mm0.25-2mm037mm线宽/间距10-30pm20-30pm40-60pm50-100pm最小环宽50pm60pm75pm75Pm板子尺寸小于 150*150mmna300*210mmna制备工艺M、M减成法减成法资料来源：前瞭产业研究院、图5 : IC载板线宽/线距演变199520002005201020152020资料来源：Kyocera资料、IC载板制作工艺有两种，分别为（半加成法）和M （改良半加成法），用于生产线宽/线距小于25Pm ,工艺流程更加复杂的产品。和M制作原理相似，简述为在基板上涂覆薄铜层，随后

10、进行图形设计，再电镀上所需厚度的铜层，最终移除种子铜层。两种工艺流程的基本差异是种子铜层的厚度。工艺从一层薄化学镀铜涂层（小于1.5um ）开始，而M从一层薄的层压铜箔（大于1.5mum ）开始。图6 :减成法制作流程图图7:改良半加成法制作流程资料来源：深南电路招股说明书、资料来源：深南电路招股说明书、表5 :减成法、半加成法与改良加成法优缺点对比减成法半加成法模拟半加成法线宽N75Pm10pm-50pm10pm-50pm侧蚀影响侧蚀量多侧蚀量少侧蚀量少镀层厚度均匀性全板电镀，电镀均匀性好图形电镀中电流分布不均与，导致图形均匀性下降图形电镀中电流分布不均匀，导致图形均匀性下降加脂附着力附着力

11、好附着力好附着力差，需要对树脂进行表面粗化处理以及改进沉铜工艺热应力以及回流焊测试满足要求满足要求存在爆版分层不良风险工艺难度一般一般一般环境影响程度铜消耗较多，蚀刻液消耗较多降低铜的消耗，同时降低蚀刻液的消耗降低铜的消耗，同时降低蚀刻液的消耗资料来源：以半加成法工艺研究黄勇、减成法是PCB板制作方法，简述为在覆铜板上先整板电镀一层铜，将线路及导通孔保护起来，将不需要的铜皮蚀刻掉，留下线路及导通孔中的铜。减成法最明显的缺陷是侧蚀性高，即铜层在向下蚀刻的过程中也会对侧面进行蚀刻，使减成法的精细程度受到了限制。因此减成法的最小线宽/线距只能做到50pm,当线宽/线距50pm时，减成法会因良率过低无

12、法使用。IC载板生产流程中存在多个技术难点，体现在全流程材料涨缩控制、图形形成、镀铜、阻焊工艺和表面处理五个方面。表6 : IC载板技术难点技术难点技术要求芯板薄而易变形 配板结构、板件涨缩、层压参数、层间定位系统等工艺技术需取得突破图形形成镀铜阻焊工艺改路补住技木和控制、精细纹路制作技木、坡铜耳度均勺在控制技木、楮细改路的微蚀量控制技术线宽间距要求是1550pm、镀铜厚度均匀性要求为18jjm、蚀刻均匀性N90%IC载板阻焊表面高度差小于10微米，阻焊和焊盘的表面高度差不超过15微米表面处理可打线的表面涂覆，选择性表面处理技术资料来源深联电路官网：资金投入也是限制IC载板行业潜在进入者的门槛

13、。IC载板前期研发支出大，研发周期长，项目开发的风险大。以兴森科技为例，公司2012年开展IC载板项目，投资规模超过4亿元，严重拖累了公司的业绩。IC载板项目后续运营也需要大规模的资金投入。兴森科技20182020年期间累计研发支出超过6亿元，2020年研发费用率为5.45% ,未来公司持续以年收入5%-6%作为研发支出投入IC载板项目。图8 :兴森科技研发费用与研发费用占比（单位：亿元）资料来源:Wind、2、需求端：国内存储器.MEMS芯片扩产催化，IC载板需求持续扩张2.1、 全球半导体市场景气加速，存储芯片表现最佳“缺芯”是半导体行业的关键词。2020年在“宅经济”和5G商用的影响下,

14、市场对于芯片的需求大幅上升，使得2020年年末出现芯片紧缺的情况。2021年半导体缺货行情仍在延续。我们认为“缺芯”主要有以下两方面原因：5G场景复苏和晶圆厂扩产艰难。(1)5G市场复苏推动了 2021年半导体产业的发展。5G时代手机等电子设备日渐复杂的功能增加芯片需求。目前各国陆续恢复5G建设，移动处理器大厂也相继推出5G芯片。5G各类应用被充分挖掘，应用场景不断落地，根据Gartner预测，2025年半导体子行业营业收入将达到6670亿美元，巨大的下游市场空间使5G芯片需求量显著上升。图9: 2018-2025年半导体子行业营收预测(单位：十亿美元) Automative Communication Consumption Computer/StoraRe Industry/Military/Aerospace资料来源:Gartner预测、(2)晶圆厂扩产艰难。为了满足下游芯片需求，晶圆厂开启扩产计划，但8英寸生产设备已经停产使得扩产艰难。目前晶圆厂采购8英寸生产设备智能通过两种途径，一是