晶圆测试服务产业可行性研究

晶圆测试服务产业可行性研究

国家产业投资基金（以下简称基金）主要吸引大型企业、金融机构以及社会资金，重点支持集成电路等产业发展，促进工业转型升级。基金实行市场化运作，重点支持集成电路制造领域，兼顾设计、封装测试、装备、材料环节，推动企业提升产能水平和实行兼并重组、规范企业治理，形成良性自我发展能力。支持设立地方性集成电路产业投资基金。鼓励社会各类风险投资和股权投资基金进入集成电路领域。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。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。集成电路封测行业面临机遇与风险（一）集成电路封测行业面临的机遇1、集成电路封测行业国家政策高度重视及大力支持集成电路产业是现代信息产业的基础和核心产业之一。近年来，为加快推进我国集成电路及封装测试产业发展，财政部、税务总局、发改委、工信部等国家及各级政府部门推出了一系列法规和产业政策。另外，国家设立产业投资基金，主要吸引大型企业、金融机构以及社会资金，重点支持集成电路等产业发展，促进工业转型升级，支持设立地方性集成电路产业投资基金，鼓励社会各类风险投资和股权投资基金进入集成电路领域。财税政策优惠方面，国家各部门陆续推出《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》、《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》、《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》等重要政策。行业内主要法律法规、发展规划、产业政策的发布和落实，为集成电路产业的发展提供了良好的制度和政策保障，同时在财政、税收、技术和人才等多方面提供了有力支持，为行业创造了良好的经营环境，对行业经营发展带来积极影响。半导体行业因具有下游应用广泛、生产技术工序多、产品种类多、技术更新换代快、投资高、风险大等特点，叠加下游应用市场的不断兴起，半导体产业链从集成化到垂直化分工越来越明确，并经历了两次空间上的产业转移分别为垂直整合模式和IDM模式，目前正向第三次空间产业转移即专业分工模式，形成设计、制造、封测三大环节。加之国家对半导体行业的大力支持以及人才、技术、资本的产业环境不断成熟，全球半导体产业酝酿第三次产业转移，即向中国大陆转移趋势逐渐显现。由于人力成本的优势，集成电路封测业已经向中国大陆转移。2、集成电路封测行业下游市场新需求不断涌现集成电路行业的发展主要取决于下游的终端应用领域。近年来，随着物联网、智能家居、汽车电子、5G通信等新兴领域的快速扩张，芯片的需求量将大幅度提升，为半导体封装测试行业提供了更大的市场空间。如汽车电子行业，据《2021年中国汽车电子产业发展形势展望》数据显示，国家先后出台《智能汽车创新发展战略》、《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》等多项政策措施，刺激产业恢复活力。2021年多项利好政策持续拉动车载传感器、存储器、计算芯片等汽车电子市场需求。据HISMarkit预测，至2025年，我国搭载车联网的新车渗透率将超过75%。3、集成电路封测行业带来巨大发展机遇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。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。在我国政府部门的大力政策支持、产业基金设立和半导体企业自身技术水平持续进步的大环境下，开始加速。此外，国内设计企业的能力不断增强和国内晶圆制造多条产线投产，为我国集成电路封装测试产业发展提供了广阔空间。（二）集成电路封测行业面临的挑战1、集成电路封测行业高端人才供应不足集成电路封测行业属于人才密集型行业，高端人才是中国企业在全球市场能够持续保持足够竞争力的关键要素。由于中国集成电路行业起步较晚，对行业人才教育机制存在不完善之处，导致中国集成电路产业人才供应不足。加之企业自主创新能力较弱，导致中国集成电路封测行业在高端领域发展较慢。2、集成电路封测行业国内技术水平与国际技术水平存在差距目前，集成电路行业包括封装测试的技术水平和自给率还处于相对较低的水平。目前，在半导体封装测试行业，高端技术和高端产品的市场份额仍然主要由行业国际巨头占据，国际领先的集成电路封测企业以先进封装形式为主，而国内厂商则主要以传统封装形式为主，发达国家在技术水平上占有一定的优势，国内技术水平与国际技术水平仍存在一定差距。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。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。强化企业创新能力建设推动形成产业链上下游协同创新体系，支持产业联盟发展。鼓励企业成立集成电路技术研究机构，联合科研院所、高校开展竞争前共性关键技术研发，引进人才，增强产业可持续发展能力。加强集成电路知识产权的运用和保护，建立国家重大项目知识产权风险管理体系，引导建立知识产权战略联盟，积极探索与知识产权相关的直接融资方式和资产管理制度。在集成电路重大创新领域加快形成标准，充分发挥技术标准的作用。集成电路行业市场（一）全球集成电路市场从市场规模来看，根据WSTS的统计数据，2011年至2018年期间，全球集成电路行业呈现快速增长趋势，产业收入年均复合增长率为6．87%；2019年，主要受国际贸易摩擦的影响，全球集成电路产业总收入为3，333．54亿美元，较2018年度下降15．24%；2020年，虽然持续反弹的新冠肺炎疫情对全球经济造成不利影响，但随着5G通讯网络、人工智能、汽车电子、智能移动终端、物联网等产业领域的需求和技术不断发展，全球集成电路市场规模恢复增长，2020年度较2019年度增长8．36%，达到了3，612．26亿美元，2021年度较2020年度增长高达28．18%，达到了4，630．02亿美元。据WSTS预测，2022年全球集成电路总收入将达到5，473．19亿美元，同比增长将高达18．21%。从集成电路产业链分布变化来看，早期的集成电路企业大多为垂直整合型IDM模式，即企业内部可完成设计、制造、封装和测试等所有集成电路生产环节，但这种模式下的企业普遍具有资产投入重、资金需求量大、变通不畅等缺点。20世纪90年代，随着全球化进程加快和集成电路制程难度的不断提高等原因，集成电路产业链开始向专业化的分工方向发展，逐渐形成了独立的半导体设计企业、晶圆制造企业和封装测试企业。自21世纪以来，受先进制程研发费用大幅提升、制程更新迭代速度加快以及大规模晶圆厂和封装厂投资总额大幅提高等因素的影响，众多IDM厂商纷纷缩减了晶圆产线和封装厂的投入。目前，集成电路设计、晶圆制造和封装测试各自独立且垂直分工的产业模式，已成为集成电路产业链中最普遍的经营模式。（二）中国集成电路市场从市场规模来看，相比全球市场而言，我国的集成电路产业起步较晚，但在国家政策的大力支持下，发展速度明显快于全球水平。根据中国半导体行业协会的统计，中国集成电路行业2020年销售额为8，848．00亿元，同比增长17．00%；2021年销售额首次突破万亿，达到10，458．30亿元，同比增长18．20%。2013年至2021年，中国集成电路产业销售额增长迅速，年均复合增长率约为19．54%，持续保持增速全球领先的势头。中国半导体行业协会预测，中国集成电路产业未来几年将继续保持10%以上增长率增长，预计2022年集成电路产业销售额达到11，662．6亿元。在国家政策扶持以及市场应用带动下，中国集成电路产业保持快速增长，生产总量规模实现较大突破，根据国家统计局的数据，国内集成电路行业总生产量从2013年的903．46亿块上升到2021年的3，594．30亿块，年均复合增长率约为18．84%。中国的芯片生产在快速地国产化，生产量在不断提高，已部分实现进口替代。从产业链分工情况来看，根据中国半导体协会统计数据，2021年我国集成电路产业销售中，设计环节销售额4，519亿元，同比增长19．6%，占比43．21%；制造环节销售额3，176．3亿元，同比增长24．1%，占比30．37%；封测环节销售额2，763亿元，同比增长10．1%，占比26．42%。设计、制造和封测三个环节大约呈4：3：3的比例，产业结构的均衡有利于集成电路行业专业化分工趋势的延续，芯片设计产业的快速发展，也能同时推动封装测试行业的加速发展。从进出口规模来看，我国作为全球最大的集成电路终端产品消费市场，尽管中国的芯片产量保持着快速的增长，但我国集成电路市场仍然呈现需求大于供给的局面，供求缺口较大，国内的集成电路产量远不及国内市场需求量，很大一部分仍需依靠进口，特别是高端的芯片仍基本依靠进口，因此，进口替代的空间仍然很大。在当前国际半导体产业环境中，中国本土芯片产业与国外的差距是全方位的，特别是在高端领域，差距更为明显。2018年开始的中美贸易摩擦和2020年的新冠肺炎疫情更是让国内众多行业深刻认识到了自主可控的重要性和战略意义，遭遇困难的同时，也使得国内半导体行业迎来了前所未有的发展机遇。因此，在未来较长一段时间内，我国集成电路产业速度将进一步加快，并有利于国内集成电路企业借此机会做大做强，进一步推动了芯片国产化的浪潮。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，