20231101_中泰证券_电子行业证券研究报告:封装核心原材料长期紧缺IC载板国产替代正当时_27页.pdf
请务必阅读正文之后的重要声明部分 封装核 心原材料长 期紧缺,IC 载板国产替 代正当时 电子行业 证券研 究报告/行业深度报告 2023 年 11 月1 日 评级:增持(维持)分析师:王芳 执业证书编号:S0740521120002 Email:研究助理:刘博文 Email:相关报告【中泰电子】汽车电子系列报告:汽车电动化、智能化驱动 PCB 新发展【中泰电子】PCB 行业报告:行业整体贝塔减弱,高景气领域 布局享高成长【中泰电子】兴森科技深度报告:PCB 样板龙头,IC 载板迎来 大突破【中泰电子】深南电路:23H1 业绩承压,长期看好封装基板业务 重点公司基本状况 简称 股价(元)EPS PE 评级 2021 2022 2023E 2024E 2021 2022 2023E 2024E 兴森科技 15.05 0.35 0.42 0.15 0.26 43.0 35.83 100.3 57.88 买入 深南电路 69.55 3.03 3.20 3.01 3.73 22.9 21.73 23.11 18.65 买入 天承科技 74.04 1.04 1.25 1.15 1.62 71.1 59.23 64.38 45.70 未评级 华正新材 39.31 1.68 0.25 0.37 1.67 23.4 157.2 106.2 23.54 未评级 备注 股价采用2023年11 月1 日收盘价,未评级股票采用Wind一致预期 报告摘要 IC载板是 IC封装最关键的部件之一,市场空间广阔。IC载板是连接芯片和 PCB 之间的信号的载体,是封装环节最关键的原材料之一。其根据基材可以分为 BT 载板、ABF 载板等。IC 载板市场空间广阔,根据 Prismark 数据,2022 年全球 IC 载板市场空间达 174 亿美金,预计 2022-2027 年 CAGR 为 5.1%,是整个 PCB 板块增速最快的领域。多领域需求向好促使 IC载板高速发展。1)对于 ABF载板而言,此前虽呈现明显的周期性,但是成长仍是主旋律。ABF 载板主要下游为 CPU、GPU、ASIC 及 FPGA,随着 AI 高速发展,高端 CPU、GPU 需求进一步提升,2021-2025 年的 AI 芯片增长CAGR 为 29.27%,AI 芯片给将主要使用 ABF 载板,AI 芯片的高速成长是未来拉动 ABF 载板放量的重要力量;多巨头布局 Chiplet 技术,Chiplet 也是实现我国芯片弯道超车的重要技术路线,由于 Chiplet 大多使用 2.5/3D 封装,其将主要使用 ABF载板作为封装基板,也将为 ABF增长注入新的活力;此外芯片制程升级带来的 ABF载板尺寸及层数升级,加大了对整体 ABF 载板产能消耗,也拉动了 ABF 载板的需求增长。2)对于 BT 载板而言,其主要下游是存储及射频领域,目前存储领域以韩系、美系厂商为主导,国内自给率低,但是长存、长鑫高速成长引领国内存储领域高速发展,BT 载板有望深度受益国内厂商发展,国产 BT 载板需求有望随着国内存储厂商发展而进一步提升。高壁垒造就高门槛,海外厂商主导国产化正当时。IC 载板领域存在较高的技术、资金、客户壁垒,高壁垒造成了目前 IC 载板仍以日、韩、台厂商主导,当前国产化率低,海外厂商虽积极扩产,但是由于 IC 载板需求旺盛,且海外厂商扩产相对保守,ABF 载板上游关键原材料 ABF 膜扩产意愿不足影响,预计供需缺口仍将延续,国内优质厂商把握国产化大趋势,积极进行载板领域扩产,并投入更高端 ABF 载板领域,IC 载板国产化率有望持续提升。投资建议:建议关注国内扩产 IC 载板领域的厂商,重点关注布局高端 ABF 载板厂商,重视其载板领域先发优势建议关注兴森科技、深南电路;同时建议关注布局载板上游关键原材料如 ABF 膜及载板重要原材料药水的相关企业,建议关注天承科技、华正新材。风险提示:1)行业需求不及预期的风险;2)行业竞争加剧;3)下游客户认证不及预期;4)研报信息滞后风险。请务必阅读正文之后的重要声明部分-2-行业深度报告 内容目录 一、IC载板:芯片封装核心材料.-5-(一)IC载板:“承上启下”的半导体先进封装的关键材料.-5-(二)IC载板种类繁多,类别多样.-5-二、需求侧:市场空间广阔,未来增长动力足.-9-(一)IC载板市场空间广阔.-9-(二)AI、chiplet 及芯片升级拉动 ABF 载板需求.-9-(三)国产存储厂商发展助力国内 BT载板成长.-14-三、供给侧:高壁垒低国产化率,未来替代空间广阔.-17-(一)海外厂商主导,国产化率低.-17-(二)全球供应紧缺,国产化正当时.-19-四、投资建议:国产替代正当时,关注 IC载板产业链龙头厂商.-21-(一)兴森科技:内资 IC 载板先驱,积极拓展 ABF载板.-21-(二)深南电路:国内 PCB 龙头厂商,封装载板业务长期向好.-22-(三)天承科技:电子化学品领先厂商,积极拓展载板领域药水.-23-(四)华正新材:国内覆铜板重要厂商,布局 ABF载板核心材料 CBF膜-24-五、风险提示.-25-1ZAZvMqNsRnMsMnOmRsNoP6MbPaQoMrRsQoNkPrQrQeRqQsQbRpOrPvPpMtOwMpOxP 请务必阅读正文之后的重要声明部分-3-行业深度报告 图表目录 图表 1:IC载板结构图.-5-图表 2:WB 原理图.-6-图表 3:FC原理图.-6-图表 4:行业主流封装形式.-6-图表 5:ABF 载板示意图.-8-图表 6:载板按照基材分类情况.-8-图表 7:IC载板处于导入期.-9-图表 8:2004-2024 年 ABF 的市场周期.-10-图表 9:2017-2028E 年全球 ABF 基板市场销售额及增长率.-10-图表 10:ABF 应用芯片的主要性能和供应商.-11-图表 11:2023 年 ABF 载板下游应用.-11-图表 12:英伟达营收及预测.-12-图表 13:英伟达数据中心业务收入及增速.-12-图表 14:2019-2025 年全球 AI 芯片行业市场规模及增速情况:.-12-图表 15:Chiplet 结构图.-13-图表 16:Chiplet 原理图.-13-图表 17:Chiplet 市场规模.-13-图表 18:英特尔各代 CPU 制程及尺寸.-14-图表 19:全球存储细分市场占比.-14-图表 20:DRAM、NAND、Nor 竞争格局对比(2021 年数据).-15-图表 21:中国是全球第二大 DRAM 市场(2019 年).-15-图表 22:长鑫制程紧跟海外大厂步伐.-15-图表 23:中国是全球第一大 NAND 市场(2019 年).-16-图表 24:长存 NAND 层数紧跟海外大厂步伐.-16-图表 25:IC载板主要供应商情况.-17-图表 26:IC载板技术难度高于 PCB.-18-图表 27:全球 ABF 载板厂商扩产情况.-18-图表 28:国内 IC载板主要公司.-19-图表 29:中国大陆 IC载板厂商扩产情况.-19-图表 30:兴森科技营收净利润情况.-21-图表 31:兴森科技毛利率与净利率情况.-21-图表 32:兴森 ABF 载板扩产项目.-21-请务必阅读正文之后的重要声明部分-4-行业深度报告 图表 33:深南电路营收净利润情况.-22-图表 34:深南电路毛利率与净利率情况.-22-图表 35:深南近年来 IC载板扩产项目.-22-图表 36:天承科技营收净利润情况.-23-图表 37:天承科技毛利率与净利率情况.-23-图表 38:华正新材营收归母净利润增长情况.-24-图表 39:华正新材毛利率与净利率情况.-24-请务必阅读正文之后的重要声明部分-5-行业深度报告 一、IC 载板:芯片封装核心材料(一)IC载板:“承上启下”的半导体先进封装的关键材料 IC 封装基板(IC Package Substrate,简称 IC 载板,也称为封装基板)是连接并传递裸芯片(DIE)与印刷电路板(PCB)之间信号的载体,是封装测试环节中的关键,它是在 PCB 板的相关技术基础上发展而来的,用于建立 IC 与 PCB之间的讯号连接,起着“承上启下”的作用。集成电路产业链大致可以分为三个环节:芯片设计、晶圆制造和封装测试。封装基板是集成电路产业链封测环节的关键载体,不仅为芯片提供支撑、散热和保护作用,同时为芯片与 PCB 之间提供电子连接,甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。封装基板与芯片之间存在高度相关性,不同的芯片往往需设计专用的封装基板与之相配套。然而,由于封装基板技术难度高、资金投入量大,本土企业一直难以进入该领域。IC 载板是封装中的关键部件,其在低端封装中成本占比 40-50%,高端封装中占比 70-80%。在高阶封装领域,IC 载板已替代传统的引线框架。图表 1:IC载板结构图 来源:深南电路招股书,中泰证券研究所(二)IC载板种类繁多,类别多样 1、按照封装方式分类:可分为 WB/FCBGA/CSP 等四类,其中 FC-BGA 技术要求最高。1)WB/FC 是裸芯片与载板的连接方式。WB(Wire Bonding,打线)采用引线方式将裸芯片与载板连接。WB工艺使用细金属线,利用热、压力、超声波能量使金属引线与芯片焊盘、基板焊盘紧密焊合,实现芯片与基板间电气互连和芯片间信息互通,大量应用于射频模块、存储芯片、微机电系统器件封装。其中,RF 射频模块主要应用于无线射频功率放大器、收发器、前段接受模块等;数字模块主要应用于数码相机内存卡。FC(Flip Chip,覆晶)将裸芯片正面翻覆,以锡球凸块直接连接载板,作为芯片与电路板间电性连接与传输的缓冲介面。FC采用焊球连接芯片与基板,将芯片翻转贴到对应的基板上,利用加热熔融的焊球实现芯 请务必阅读正文之后的重要声明部分-6-行业深度报告 片与基板焊盘结合。FC 由于使用锡球替代引线,相比 WB 提高了载板信号密度,提升芯片性能,凸点对位校正方便,提高良率,是更为先进的连接方式。已广泛应用于 CPU、GPU 等产品封装。图表 2:WB 原理图 图表 3:FC原理图 来源:深南电路招股书,中泰证券研究所 来源:深南电路招股书,中泰证券研究所 基于不同的封装方式,打线合倒装类型的封装基板有多种多样的产品类型。2)BGA/CSP 是载板与 PCB 之间的连接方式。BGA(Ball Grid Array,球栅阵列封装)是在晶片底部以阵列的方式布置许多锡球,以锡球阵列替代传统金属导线架作为接脚。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适用 PC/服务器级高性能处理器。CSP(Chip Scale Package,芯片级封装)可以让芯片面积与封装面积之比超过 1:1.14,已经相当接近 1:1 的理想情况,约为普通的 BGA 的 1/3,可理解为锡球间隔及直径更小的 BGA。CSP 适用移动端芯片。图表 4:行业主流封装形式 芯片与 基板连接方 式 简称 产品应 用领域 终端产 品 示例 WB WB BGA 微处理器、南桥芯片、网络芯片 电脑、平板电脑、手机、游戏机等 WB CSP 电脑内存、手机、快闪内存卡 电脑、手机、照相机、摄像机、便携式游戏机等 请务必阅读正文之后的重要声明部分-7-行业深度报告 RF Module 无线射频功率放大器、收发器、前端接收模块 手机、平板电脑、游戏机、电脑等 FC FC BGA 微处理器、图形处理器、基带芯片、应用处理器、游戏机处理器 微处理器、图形处理器、基带芯片、应用处理器、游戏机处理器 FC PGA 微处理器 微处理器 FC LGA 微处理器 微处理器 FC CSP 应用处 理器、基带芯片、智 能手机加速处 理器、电 源管理/电力线 收发器 应用处 理器、基带芯 片,智能手机 加速处理器、电源管理/电 力线收发器 来源:珠海越亚招股书,中泰证券研究所 从下游应用来看,FC-CSP 多用于移动设备的 AP、基带芯片,FC-BGA 用于 PC、服务器级 CPU、GPU 等高性能芯片封装,基板具有层数多、面积大、线路密度高、线宽线距小以及通孔、盲孔孔径小等特点,其加工难度远大于 FC-CSP 封装基板。2、按照基材可分为 BT载板、ABF 载板和 MIS载板 IC 载板的基板类似 PCB 覆铜板,主要分为硬质基板、柔性薄膜基板和共烧陶瓷基板三大种类,其中硬质基板占据主要市场空间,硬质基板主要有 BT、ABF、MIS 三种基材。BT 基板是由三菱瓦斯研发的一种树脂材料,是高密度互连(HDI)、积层多层板(BUM)和封装用基板的重要材料之一,良好的耐热及电气性能使其替代了传统陶瓷基板,它不易热胀冷缩、尺寸稳定,材质硬、线路粗,主要用于手机 MEMS、存储、射频、LED 芯片等。ABF 是由日本味之素研发的一种增层薄膜材料,硬度更高、厚度薄、绝缘性好,适用于细线路、高层数、多引脚、高信息传输的 IC 封装,应用于高性能 CPU、GPU、chipsets 等领域。ABF 树脂是极高绝缘 请务必阅读正文之后的重要声明部分-8-行业深度报告 性的树脂类合成材料,主要由日本味之素厂商生产,是国内载板生产卡脖子的关键原材料。图表 5:ABF 载板示意图 来源:互联网,中泰证券研究所 MIS 基板封装技术是目前模拟、功率 IC、数字货币市场发展迅速的一种新型技术,与传统的基板不同,其包含一层或多层预包封结构,每一层都通过电镀铜来进行互连,提供封装过程中的电性连接,线路更细、电性能更优、体积更小,多应用于功率、模拟 IC 及数字货币领域。图表 6:载板按照基材分类情况 BT 载板 ABF 载板 MIS 载板 基材材料 BT 树脂 ABF 材料 包含一层或多层预包封材料 主要供应商 日本三菱瓦斯化学、日立化成、日矿金属 日本味之素公司研发 住友培科、汉高 优势 高 Tg(255330)、耐热性(160230)、抗湿性、地介电常数(Dk)和低散失因素(Df),可靠性更高 导电性好、线宽线距小、引脚多。减少载板总体的厚度和降低镭射钻孔的难度 布线更细、散热性能好,外形更小;环氧树脂(EMC)代替 BT 树脂,无需镭射钻孔,成本降低 劣势 布线复杂、钻孔难度高、I/O 数稍逊 材料易受热胀冷缩影响,可靠性较低 I/O 和密度方 面稍逊,封装过程易出现翘曲及均匀性问题 适用下游领域 MEMS 芯片、存储芯片、射频芯片、LED 芯片 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等运算芯片 FC 封装 数字货币芯片、功率 IC、模 拟芯片 来源:互联网,中泰证券研究所 请务必阅读正文之后的重要声明部分-9-行业深度报告 二、需求侧:市场空间广阔,未来增长动力足(一)IC载板市场空间广阔 IC载板发展趋势是线路更细、孔径更小、厚度更薄。BGA载板占比有望持续提升。封装技术朝高 IO数、小管脚间距等轻、薄、短、小方向发展,BGA 符合半导体封装发展趋势,FC-BGA 成长潜力大。5G 通讯、AI、云端网络、自动化机器人将驱动 FC-BGA 成长;而智能手机、可穿戴设备、AI(GPU/CPU)、存储等带动 FC-CSP 成长。全球产值增速快。随着电子产品性能增强和对产品技术要求的逐步提高,IC 载板的市场需求将不断扩大,根据 Prismark 数据,2022 年全球 IC载板市场规模为 174亿美元,预计 2022-2027年 CAGR为 5.1%,为 PCB 领域增速最快的产品,整体市场规模将达到 223 亿美元。图表 7:IC载板处于导入期 来源:Prismark,崇达技术招股说明书,中泰证券研究所(二)AI、chiplet及芯片升级拉动 ABF 载板需求 ABF 载板市场呈现明显周期性(2004-2024)半导体行业是一个非常典型的周期性行业,ABF载板亦如此:ABF 行业在过去 15 年中经历了两次上升周期和两次下行周期。第一个上升周期 2004-2008:由于全球 PC/NB 出货量的稳健增长以及英特尔越来越多地采用 FC-BGA 来取代 CPU 封装的 CSP,所使用 FC-BGA 载板成为主要增长驱动,期间 ABF行业 CAGR 达 20+%。第一个下行周期(2009 年)受到全球金融危机的拖累,当时对 IT设备的需求急剧减弱。2010 年和 2011 年,全球金融危机后的供应链补货带来了强劲的需求,ABF 市场在 2010 年达到新高。2012-2017:由于台式机、笔记本电脑市场的消退,致使 ABF 载板严重供大于求,整个产业陷入低潮,此外,随着 PC的增长从 2012 年开始转向南方,全球 ABF 市场见证了 6 年的需求低迷,CAGR 达-7%。请务必阅读正文之后的重要声明部分-10-行业深度报告 2020-2024:AI、5G、云服务、物联网等新技术、新应用的兴起,大大拉动了对 ABF 载板的需求,市场情况持续向好,CAGR 达 17%。图表 8:2004-2024 年 ABF 的市场周期 来源:Goldman Sachs Global Investment Research,中泰证券研究所 全球 ABF 载板市场销售额持续增长,市场规模不断扩大。据QYResearch 数据显示及预测,2028 年全球 ABF 载板市场销售额预计达到 65.29 亿美元,2022-2028 年全球 ABF载板市场规模复合增长率为 5.56%。图表 9:2017-2028E 年全球 ABF 基板市场销售额及增长率 来源:QYResearch,中泰证券研究 所 ABF 下游市场:ABF 基板主要应用于高性能计算芯片,包括CPU,GPU,FPGA 和 ASIC。CPU 是通用处理器,可以执行 AI 算法,0%5%10%15%20%25%30%35%40%010002000300040005000600070002017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028销售额(单位:百万美元)yoy 请务必阅读正文之后的重要声明部分-11-行业深度报告 但性价比较低;GPU 是图形处理器,拥有较强的并行计算能力,适合加速 AI 计算;FPGA 是可编程逻辑器件,可以灵活地对芯片硬件层进行编译,功耗低;ASIC是定制专用芯片,可以在架构和电路上进行优化,满足特定应用需求,性能高、功耗低,但成本也高。各种芯片有各自的性能和供应商。其中,60%的 ABF 需求来自 CPU,15-20%来自 GPU,15%来自 FPGA,5-10%来自于 ASIC 等。此外,预计在 2023 年及以后进入市场的下一代半导体芯片设计都将需要更多的 ABF材料,这将导致该市场的复合年增长率进入一个快速扩张的时期。图表 10:ABF 应用芯片的主要性能和供应商 CPU GPU FPGA ASIC ABF 需求占比 60%15-20%15%5-10%主 要供 应商 Intel,AMD AMD,Nvidia Intel/Altera,Xlinx Hisilicon,Marvell,Google,Amazon etc 主要 性能 运算 图形、运算、AI 训练 AI 推理等 运算、通信、推理等 来源:Goldman Sachs Global Investment Research,中泰证券研究所 ABF 载板下游分布广泛,根据华经产业研究院,其 2023 年预计下游47%为 PC,服务器+交换机需求占比达 25%,AI芯片相关占比 10%。图表 11:2023 年 ABF 载板下游应用 来源:华经产业研究院,中泰证券研究所 ABF 载板未来主要增长动力来自于:1)AI 发展,2)Chiplet,3)芯片制程升级带来的 ABF 载板层数面积增长 1)ChatGPT 的发展增加了对算力和 AI 芯片的需求进而带动 ABF 载板需求 ChatGPT 是 OpenAI 公司基于 GPT 模型架构训练的大型语言模型,完成多种自然语言处理任务。在 ChatGPT 背后,是微软极其昂贵的超级计算机在支撑。具体来讲,ChatGPT 的使用依赖大模型,大模型的参数高达至少千亿级,背后要有巨量的算力用来训练。同时,相应服务器/交换机等作为算力核心载体和传输的硬件,采用 CPU+加速卡的架47%25%10%7%11%PC服务器+交换机AI 芯片5G 基站其他 请务必阅读正文之后的重要声明部分-12-行业深度报告 构形式,在进行模型的训练和推断时会更具有效率优势,主流加速卡为CPU+GPU 模式。CPU,GPU 作为 ABF 载板主要的应用下游,需求上水涨船高,从而带动 ABF 载板的市场需求。此外,因为大型科技公司和云计算公司需要使用英伟达芯片来训练和部署其生成式 AI 应用,英伟达表示受到这些公司对其 GPU 芯片需求的推动,其数据中心业务第二财季营收为 103.23 亿美元,同比增长171%,环比增长 141%。图表 12:英伟达营收及预测 图表 13:英伟达数据中心业务收入及增速 据华经产业研究院数据,2021 年全球 AI 芯片市场规模达到 260 亿美元,同比增长率接近 49%,预 计 2022年同比增长率可以达到 51.92%,2021-2025 年的 CAGR 为 29.27%。AI 芯片市场规模的快速增长成为拉动 ABF载板放量的外部动力。图表 14:2019-2025 年全球 AI 芯片行业市场规模及增速情况:来源:华经产业研究院,中泰证券研究所 2)Chiplet 处理器芯片市场规模的增长拉动 ABF 需求 Chiplet 即小芯片,原理是将原本一块复杂的 SoC 芯片,从设计时就按照不同的计算单元或功能单元对其进行分解,然后每个单元选择最适合的工艺制程进行制造,再将这些模块化的裸片互联起来,通过先进封02000400060008000100001200014000160001800023Q3 23Q4 24Q1 24Q2 24Q3E营收(单位:百万美元)-20%0%20%40%60%80%100%120%140%160%020004000600080001000012000百万美元(左)yoy(右)01002003004005006007008002019 2020 2021 2022 2023E 2024E 2025E市场规模(亿美元)来源:英伟达财报,中泰证券研究所 来源:英伟达财报,中泰证券研究所 请务必阅读正文之后的重要声明部分-13-行业深度报告 装技术,将不同功能、不同工艺制造的 Chiplet 封装成一个 SoC 芯片。由于分解后的芯粒可以分离制造,可以采用不同的工艺。对于工艺提升敏感的模块如 CPU,可以采用先进制程生产,而对于工艺提升不敏感的模块比如 IO 部分,则可以采用成本较低的成熟制程制造,以此来降低成本。图表 15:Chiplet 结构图 图表 16:Chiplet 原理图 来源:传感器技术,中泰证券研究所 来源:半导体行业观察,中泰证券研究所 多家巨头布局 Chiplet 技术,未来增长空间广阔。目前,AMD、英特尔、苹果等多家厂商先后发布了量产可行的 Chiplet 解决方案、接口协议或封装技术,chiplet 技术未来空间广阔。据 Gartner 预测,Chiplet芯片市场在 2020 年空间为全球 33 亿美金,2024 年全球超 500 亿美金,2020-24 年全球市场 CAGR 为 98%。其背后是 Chiplet 在 MPU、DRAM/NAND、基带芯片上加速渗透。图表 17:Chiplet 市场规模(亿美元)来源:Gartner,中泰证券研究所 Chiplet 技术发展为 ABF 载板的增长注入新的活力。Chiplet 的快速增长将带动 ABF 载板需求量的提升,因为 ABF材料可做线路较细、适合针脚数更多的高讯息传输 IC,由于 chiplet 大多使用 2.5/3D 封装,更适用使用 ABF 载板,Chiplet 将为 ABF 载板增长注入新的活力。3)芯片制程升级带来的 ABF 载板产能消耗 随着芯片升级,其尺寸、制程也随之升级,以英特尔 CPU 为例,其 2015年应用在 Grantley 的 CPU 尺寸 2300 平方毫米,而其 2020 年应用于01002003004005006002020 2021 2022E 2023E 2024EMPU DRAM 集成基带/AP NAND 分立AP/多媒体处理器 其他 请务必阅读正文之后的重要声明部分-14-行业深度报告 Whitley 的 CPU 尺寸已达到 5600 平方毫米,面积增长约 2.4倍。图表 18:英特尔各代 CPU 制程及尺寸 年份 2015 2017 2019 2020 英特尔 CPU 对应平 台 Grantley Purley Purley Whitley 尺寸(平方毫米)2300 4200 4500 5600 制程(nm)14 14 14 10 来源:Goldman Sachs Global Investment Research,中泰证券研究所 随着芯片制程提升,作为关键封装基板的 ABF载板层数、尺寸随芯片制程升级而不断升级,目前 ABF载板高端产品层数已在 14-20 层,尺寸至少在 70mmx70mm,甚至到 100mmx100mm,线路细密度则逐渐进入 6-7m,2025 年正式进入 5m 竞争。同时,由于 ABF 载板技术难度较高,其层数、面积的增长往往将对良率产生较大影响,高层数、大面积的 ABF 载板对产能的消耗往往是远远大于底层数、小面积的ABF载板的。(三)国产存储厂商发展助力国内 BT 载板成长 存储是半导体第二大细分市场,以 DRAM、NAND 为主。2021/2020/2019 年全球存储市场规模为 1534/1175/1064 亿美金,占半导体规模的比例为 28%/27%/26%,是全球第二大细分品类。其中 DRAM、NAND 占据主要份额,2021 DRAM、NAND 年占比分别为 61%、36%,合计占比 97%。图表 19:全球存储细分市场占比 来源:WSTS,中泰 证券研究所 存储总体以韩系、美系厂商主导,DRAM 格局最为集中。从 CR3 来看,DRAM 94%、NAND 67%、Nor 64%,DRAM 集中度最高,Nor 集中度最低。具体来看,2021 年 DRAM 三星、海力士、美光三巨头合计市 请务必阅读正文之后的重要声明部分-15-行业深度报告 占率高达 94%。NAND 呈现六大厂商垄断,2021 年六大厂商合计市占率高达 93%。Nor 主要被台系厂商垄断,2021 年旺宏、华邦的合计市占率达 52%,占半壁江山,兆易创新市占率 18%,全球第三。图表 20:DRAM、NAND、Nor 竞争格局对比(2021 年数据)来源:Trendforce,CINNO,中泰证 券研究所 DRAM:大陆市场最大但自给率极低,长鑫引领发展。根据 2019 年数据,中国是全球第二大 DRAM 市场,占据 34%的市场,仅次于美国的 39%。长鑫量产前,DRAM 本土自给率几乎为 0。长鑫是大陆首家DRAM IDM 厂商,2016 年在合肥成立,规划三期,产能共 36 万片/月。2019 年 19 nm 8Gb DDR 4 投产,2022 年量产 17 nm;2021 年中国大陆 DRAM 产能占全球 4%,长鑫产能占全球 DRAM 3%,引领大陆发展。图表 21:中国是全球第二大 DRAM 市场(2019 年)图表 22:长鑫制程紧跟海外大厂步伐 来源:Yole Research,Dramexchange,中泰证券研究 所 来源:Yole Research,Dramexchange,中泰证券研究 所 NAND 大陆需求全球第一但自给率极低,长存引领发展。中国是全球第一大 NAND 市场,占据 37%的市场份额,美国占 NAND 市场的31%,位列第二。长存量产前,本土自给率几乎为 0。长存是大陆首家 请务必阅读正文之后的重要声明部分-16-行业深度报告 3DNAND 厂商,2016 年成立,计划建立三个工厂,每个工厂规划产能为 10 万片/月,计划于 2025 年实现满产;2019 年 Q3 基于 Xtacking架构的 64 层 3DNAND 量产,2021 年 128 层 TLC 和业界首款 128 层 QLC NAND 量产;2021 年中国大陆 NAND 产能占全球 6%,长存NAND 产能占全球 6%,引领大陆发展。图表 23:中国是全球第一大 NAND 市场(2019 年)图表 24:长存 NAND 层数紧跟海外大厂步伐 来源:Yole Research,Techinsights,中泰证券研究 所 来源:Yole Research,Dramexchange,中泰证券研究 所 BT 载板深度受益国内存储厂商发展。存储是 BT 载板最重要的下游应用领域之一,随着国内存储厂商的快速发展,必然产生对国内 BT载板的需求,预计国产 BT 载板需求有望随着存储厂商发展而进一步提升。请务必阅读正文之后的重要声明部分-17-行业深度报告 三、供给侧:高壁垒低国产化率,未来替代空间广阔(一)海外厂商主导,国产化率低 日本主导高端 IC 载板市场。IC 载板最早起源于日本,先发优势明显,日本 IC载板厂商包括揖斐电、新光电气、京瓷等,在大客户认证数量、制程能力、IC载板周边材料与设备配套等方面拥有核心竞争优势。韩国 IC载板崛起主要受益三星、海力士等半导体企业崛起。韩国 IC载板产业以往对原材料的进口依存度很高,近年来已经本土化,且原材料供应商也在逐步多元化。以 Simmtech 为例,Simmtech 成立于 1987年,开发半导体用 PCB已经有 25年历史,主要产品包括内存模块 PCB和 IC封装基板(FC-CSP,MCP 和 BOC),拥有全球领先的图案嵌入基板(ETS)技术,这种技术通过将电路图案嵌入到绝缘层内部来实现高密度 I/O 和高可靠性基板,常规基板的结构是图案突出在绝缘层上面。Simmtech 的旗舰产品存储器模块 PCB 和 BOC 基板被韩国知识经济部指定为世界一流产品。Simmtech的优势在于价格、质量和技术。中国台湾是全球三大 IC载板生产基地之一。中国台湾具有完整的半导体产业链以及全球最大的 IC代工制造基地(台积电、联电等),驱动当地 IC 封测和 IC 载板发展。中国台湾拥有优秀的制程管控、产业整合环境以及技术实力。根据 Prismark,2020年台湾 IC载板约占全球 40%市场份额。图表 25:IC载板主要供应商情况 排名 公司名称 地区 主要 IC载板产品 主要客户 2020年市场份额 1 欣兴电子 中国台湾 VB CSP、VB BGA、FC CSP、FC BGA 高通、博通、NVIDIA、Intel、AMD 15%2 揖斐电 日本 FC CSP、FC BGA 苹果、三星 11%3 三星电机 韩国 FC CSP、FC BGA 和射频模组封装基板 三星、苹果、高通 10%4 景硕科技 中国台湾 VB CSP、VB BGA、FC CSP、FC BGA、COP、COF 高通、博通、Intel 9%5 南亚电路 中国台湾 FC、VB 封装基板 AMD、Intel、NVDIA、高通、博通 9%6 新光电气 日本 FC基板 Intel 8%7 信泰 韩国 PBGA/CSP、BOC、FMC、FC SCP 三星、LG、闪迪 7%8 大德 韩国 IC载板 三星 5%9 京瓷 日本 FC 基板和模块基板 SONY 5%10 日月光 中国台湾 IC载板 日月光 4%来源:Prismark,wind,中泰证券研 究所 请务必阅读正文之后的重要声明部分-18-行业深度报告 IC载板技术难度大,进入壁垒高 1)技术壁垒:IC载板具有高密度、高脚数、高性能、小型化及轻薄化特点,其技术参数远高于 HDI 和普通 PCB。IC 载板对于线宽/线距参数要求在 30m 以下,而普通 PCB 线宽/线距则在 100m 以上。其技术难度体现在:(1)芯板制作技术芯板薄,易变形。(2)微孔技术对孔的形状,上下孔径比,侧蚀,玻纤突出,孔底残胶等的更高要求。(3)精密的层间对位技术,更细致的线路成像技术和铜镀技术,与传统 PCB不同的产品检测技术。图表 26:IC载板技术难度高于 PCB 技术参数 普通 PCB HDI SLP IC载板 层数 1-90+层 4-16 层 2-10 层 2-10 层 板厚 0.3-7mm 0.25-2mm 0.2-1.5mm 0.1-1.5mm 最小线宽/间距 50-100 微米 40-60 微米 20-30 微米 小于 30微米 最小孔径 75微米 75微米 60微米 50微米 电路板尺寸 没有限制 300mm*210mm 左右 没有限制 小于 150*150mm 生产工艺 减成法 减成法 MSAP MSAP、SAP 来源:Prismark,wind,中泰证券研 究所 2)资金壁垒高。IC 载板的高技术要求,提高了其产品研发难度。前期的产品研发、封装基板产线的建设以及投产后的运营都需要巨大的资金投入,并且为了应对下游企业对技术需求的不断更进,企业要不断对生产设备及工艺改造升级,这都对进入者形成较高的壁垒。3)客户壁垒。IC 载板关系到芯片与 PCB 的连接,对电子产品的性能至关重要。IC 载板厂商一般要通过严格的“合格供应商认证制度”,在管理能力、生产能力、服务能力、企业规模、企业信用、产品认证方面取得认可,并且通过大客户长期的考核,才会达成合作关系。一旦形成长期合作不轻易更换,有较高的客户壁垒。面对载板领域的高速发展,海外大厂持续扩产。2018 年起,包括奥特斯、欣兴电子、揖斐电等在内的 IC载板厂商纷纷进行扩产,但整体产能提升有限,远不及市场需求,导致 IC载板行业已经持续多年陷入供不应求、量价齐升的状态。根据全球各大 IC载板厂商此前披露的扩产计划显示,2022 年是新建项目投产的高峰期,扩产产能将逐步开出,预计整个产能释放高峰期将持续至 2025 年。图表 27:全球 ABF 载板厂商扩产情况 请务必阅读正文之后的重要声明部分-19-行业深度报告 国家/地区 企业名 称 投资金 额 产品类 型 开工时 间 投产时 间 奥地利 奥特斯 10 亿欧元 ABF 2019 2024 年满产 奥地利 奥特斯 17 亿欧元 ABF 2021 2026 年满产 日本 揖斐电 1800 亿欧元 ABF 2021 2023 年投产 韩国 三星电机 8.5 亿美元 ABF-2023 年量产 韩国 大德 1600 亿韩元 ABF 2020 2022 年投产 日本 神光电气 900 亿日元 ABF 2020 2022 年投产 中国台湾 南亚电路 153.5 亿新台币 ABF/BT 2020 2021 年投产 中国台湾 欣兴电子 344.7 亿新台币 ABF/BT 2019 2022 年投产 中国台湾 景硕 100 亿新台币 ABF/BT 2021 2023 年投产 来源:华经产业研究院,中泰证券研究所 ABF 载板上游材料被垄断,制约 ABF 载板扩产。从 ABF载板上游来看,ABF 膜是 ABF 载板的重要原材料,目前主要由日本味之素垄断,该产品为其生产味精的副产品,被 intel 率先采用,预计短期内垄断局面不会有大的改善,其考虑几年内做出追加 250 亿投资建设新厂,2025财年 ABF出货量每年复合增速 18%,仍难以满足 ABF载板需求。(二)全球供应紧缺,国产化正当时 国内 IC 载板产能稀缺,且大多集中于 BT 载板。国内 IC 载板布局企业较少,目前能在报表上看到 IC载板相关营收的公司主要有兴森科技、深南电路、崇达技术的子公司普诺维及未上市的珠海越亚。图表 28: