日前，科技創(chuàng)新情報(bào)SaaS服務(wù)商智慧芽(PatSnap)挑選了中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)為研究對(duì)象，從專利維度對(duì)10家企業(yè)的創(chuàng)新能力、企業(yè)全球化布局、被同行關(guān)注度、半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)鏈完整度等信息進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

　　與此同時(shí)，第十九屆中國(guó)半導(dǎo)體封裝測(cè)試技術(shù)與市場(chǎng)年會(huì)(CSPT 2021)也剛剛在江陰落下帷幕，中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)封裝分會(huì)當(dāng)值理事長(zhǎng)，長(zhǎng)電科技董事兼首席執(zhí)行長(zhǎng)鄭力發(fā)布了《中國(guó)半導(dǎo)體封測(cè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與展望報(bào)告》。

　　我們引用并綜合了兩份報(bào)告中的核心內(nèi)容，希望能夠借此比較完整的勾勒出中國(guó)大陸封測(cè)產(chǎn)業(yè)的全貌，有助于讀者加深對(duì)中國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的認(rèn)知與理解。

　　TOP10企業(yè)專利排行榜解讀

　　一、龍頭企業(yè)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)明顯

　　從截止2022年1月14日公開的專利數(shù)據(jù)來看，專利申請(qǐng)量超過1000件的企業(yè)共有4家。專利申請(qǐng)量最高的企業(yè)為長(zhǎng)電科技，以4660件專利申請(qǐng)位居首位，為封測(cè)領(lǐng)域中國(guó)大陸創(chuàng)新龍頭；第二名為天水華天科技，申請(qǐng)量為1062件；華潤(rùn)微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和通富微電子分列第三和第四位，蘇州晶方半導(dǎo)體以513件的專利申請(qǐng)量，位于榜單中間位置。

　　圖1：中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)專利量排行榜

　　整體看來，除個(gè)別年份之外，長(zhǎng)電科技專利年申請(qǐng)量均居于首位，尤其在早期，其專利申請(qǐng)量具有明顯的優(yōu)勢(shì)。2014年之后，天水華天科技、華潤(rùn)微電子封裝測(cè)試事業(yè)群、通富微電子和蘇州晶方半導(dǎo)體逐漸縮小了與龍頭企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力差距。

　　圖2：中國(guó)大陸封測(cè)領(lǐng)域頭部企業(yè)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

　　圖3、圖4從數(shù)量和維持年限長(zhǎng)短兩個(gè)維度分析了企業(yè)的有效專利情況。從數(shù)量來看，大部分申請(qǐng)人的有效專利超過總量一半，其中，長(zhǎng)電科技有效專利數(shù)量最高，超過3000件；通富微電子有效專利數(shù)量排名第二；華潤(rùn)微電子封裝測(cè)試事業(yè)群、天水華天科技有效專利數(shù)量分別位居第三和第四位。

　　圖3：中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)有效專利統(tǒng)計(jì)

　　大部分企業(yè)有效專利維持年限主要集中在5-10年之間。其中，長(zhǎng)電科技、通富微電子、天水華天科技、華潤(rùn)微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和蘇州晶方半導(dǎo)體維持年限在大于10年和5-10年間的專利占比突出；氣派科技和甬矽電子有效專利維持年限在1-3年的較為突出，表明其專利技術(shù)相對(duì)較新。

　　圖4：中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)有效專利維持年限分布

　　二、 頭部企業(yè)重視拓展中國(guó)大陸以外市場(chǎng)

　　專利不同區(qū)域申請(qǐng)情況可以側(cè)面反映企業(yè)全球化市場(chǎng)布局情況。長(zhǎng)電科技在大陸以外布局專利最多，范圍也最廣泛，布局區(qū)域依次包括：美國(guó)、新加坡、中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)、日本、德國(guó)和歐洲；蘇州晶方半導(dǎo)體其次，比較關(guān)注在美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣以及韓國(guó)的專利保護(hù)；天水華天科技、通富微電子、氣派科技、華潤(rùn)微電子封裝測(cè)試事業(yè)群分列3-6位。甬矽電子、欣中封測(cè)、太極半導(dǎo)體和沛頓科技在大陸以外專利布局相對(duì)較少。

　　圖5：中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)中國(guó)大陸以外專利布局統(tǒng)計(jì)

　　三、頭部企業(yè)被同行關(guān)注度高

　　專利被引次數(shù)分析，通常用于反映企業(yè)被同行關(guān)注度。長(zhǎng)電科技、天水華天科技、通富微電子、華潤(rùn)微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和蘇州晶方半導(dǎo)體有部分專利被引頻次在10次以上，說明這些企業(yè)被同行關(guān)注度較高。長(zhǎng)電科技還有部分專利被高頻引用(被引頻次在30次以上)，進(jìn)一步表明其被同行關(guān)注度最高。

　　圖6：中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)專利被引頻次分析

　　四、頭部企業(yè)技術(shù)完整度較高

　　10家企業(yè)中，長(zhǎng)電科技專利布局涵蓋所有封測(cè)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)，在封裝引線框架、制造或處理半導(dǎo)體、按配置特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)分封裝等分支(H01L23/495、H01L21/00、H01L23/31)上具備優(yōu)勢(shì)；天水華天科技和通富微電子關(guān)鍵技術(shù)鏈完整度基本并列第二位，其中通富微電子稍側(cè)重在引線或其他導(dǎo)電構(gòu)件的連接和器件密封(H01L21/60、H01L21/56)方向的專利布局，而天水華天科技側(cè)重封裝引線框架(H01L23/495)方向。

　　蘇州晶方半導(dǎo)體次于上述三者排名第三，其專利布局重點(diǎn)在于圖像結(jié)構(gòu)(H01L27/146)；華潤(rùn)微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和氣派科技關(guān)鍵技術(shù)鏈完整度分別排名第四、第五位，兩者專利和技術(shù)儲(chǔ)備均以封裝引線框架(H01L23/495)為主；甬矽電子則以按配置特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分封裝(H01L23/31)為其主要研發(fā)方向。

　　除上述封測(cè)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)類別，其它技術(shù)，如微觀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(B81B7/00)、類似線狀的焊接或黏結(jié)結(jié)構(gòu)(H01L23/49)、冷卻裝置、加熱裝置、通風(fēng)裝置或溫度補(bǔ)償裝置(H01L23/34)、在器件內(nèi)部從一個(gè)組件向另一個(gè)組件通電的裝置(H01L23/52)、支承或夾緊結(jié)構(gòu)(H01L21/683)等技術(shù)類別也得到了關(guān)注。

　　圖7：中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)封測(cè)技術(shù)鏈完整度分析

　　先進(jìn)封裝成為全球封裝市場(chǎng)主要增量

　　“先進(jìn)封裝，或者說芯片成品制造，可能成為后摩爾時(shí)代的重要顛覆性技術(shù)之一，特別是后道成本制造在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位愈發(fā)重要，有望成為集成電路產(chǎn)業(yè)新的制高點(diǎn)?！编嵙υ诎l(fā)表主題演講時(shí)如是說。

　　近年來，隨著智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、汽車電子等新興領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了全球封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)的持續(xù)增長(zhǎng)。Yole數(shù)據(jù)顯示，2020年全球封裝市場(chǎng)規(guī)模微漲0.3%，達(dá)到677億美元。該機(jī)構(gòu)同時(shí)也在《Status of the Advanced Packaging Industry 2021》中預(yù)測(cè)，2021年先進(jìn)封裝的市場(chǎng)規(guī)模約為350億美元，先進(jìn)封裝占全部封裝的比例約為45%。按此推算，2021年全球封裝市場(chǎng)規(guī)模約上漲14.8%，約達(dá)777億美元。

　　全球封裝市場(chǎng)規(guī)模(2014-2021) 資料來源：Yole

　　未來，全球半導(dǎo)體封裝測(cè)試市場(chǎng)將在傳統(tǒng)工藝保持較大比重的同時(shí)，繼續(xù)向著小型化、集成化、低功耗方向發(fā)展，在新興市場(chǎng)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)下，附加值更高的先進(jìn)封裝將得到越來越多的應(yīng)用，封裝測(cè)試市場(chǎng)有望持續(xù)增加。

　　Yole預(yù)測(cè)，2021年先進(jìn)封裝的全球市場(chǎng)規(guī)模約350億美元，到2025年將增長(zhǎng)至420億美元，先進(jìn)封裝在全部封裝的占比將從2021年的45%增長(zhǎng)到2025年的49.4%。2019-2025年，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)的CAGR約為8%，相比同期整體封裝市場(chǎng)(CAGR=5%)和傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)，先進(jìn)封裝市場(chǎng)的增長(zhǎng)更為顯著，將成為全球封裝市場(chǎng)的主要增量。

　　全球半導(dǎo)體封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(2016-2025年) 資料來源：Yole

　　鄭力表示，相比較于芯片制造和芯片封測(cè)產(chǎn)業(yè)，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)此前更注重芯片設(shè)計(jì)行業(yè)，這一現(xiàn)象目前正在逐步扭轉(zhuǎn)。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為10458.3億元。其中，設(shè)計(jì)業(yè)銷售額為4519億元，制造業(yè)銷售額為3176.3億元，封測(cè)業(yè)銷售額2763億元，占比為43.2%:30.4%:26.4%。依據(jù)世界集成電路產(chǎn)業(yè)三業(yè)結(jié)構(gòu)合理占比(設(shè)計(jì)：晶圓：封測(cè))的3:4:3，中國(guó)集成電路的封裝測(cè)試業(yè)的比例尚處于IC制造業(yè)比較理想的位置。

　　2020年-2021年，受益于全國(guó)新冠肺炎疫情控制較好，各行業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)較早，遠(yuǎn)程辦公、在線教育、家庭娛樂等需求的規(guī)?；d起，智能駕駛、醫(yī)療、數(shù)據(jù)中心、5G及l(fā)oT的快速滲透深化，中國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)再次實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)封測(cè)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到2509.5億元，同比增長(zhǎng)6.8%，2021年中國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模為2763億元，同比增長(zhǎng)10.1%。

　　從分布區(qū)域來看，目前國(guó)內(nèi)封裝測(cè)試業(yè)分布區(qū)域主要集中于長(zhǎng)江三角洲地區(qū)。江蘇、上海、浙江三地2020年封測(cè)業(yè)銷售額合計(jì)達(dá)到1838.3億元，占到2020年我國(guó)封測(cè)業(yè)銷售額的73.3%。根據(jù)江蘇省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，中國(guó)半導(dǎo)體封測(cè)企業(yè)有492家，其中2020年新進(jìn)入半導(dǎo)體封測(cè)(含投產(chǎn)/在建/簽約)的企業(yè)共71家。江蘇封測(cè)企業(yè)數(shù)量最多，共有128家，其次是廣東97家、山東48家、安徽40家、上海38家、浙江34家。截至目前，2021年數(shù)據(jù)尚未發(fā)布，但全國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)整體分布態(tài)勢(shì)保持不變。

　　鄭力將中國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)面臨的發(fā)展機(jī)遇分為政策、市場(chǎng)和技術(shù)三部分。在政策機(jī)遇方面，從2016年到2020年，相關(guān)部門都在發(fā)布新的集成電路產(chǎn)業(yè)政策，面向封測(cè)和相關(guān)的裝備、材料業(yè)政策也非常之多，對(duì)于封測(cè)產(chǎn)業(yè)有了非常大力度的支持。

　　在市場(chǎng)機(jī)遇方面，2021年中國(guó)集成電路進(jìn)口量為6354.8億塊，同比增長(zhǎng)16.9%，2013-2021年GAGR為11.3%；2021年中國(guó)集成電路進(jìn)口用金額為4325.5億美元，同比增長(zhǎng)23.6%，2013-2021年GAGR為9.4%。這反映出國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自我供給不足的狀況還是沒有根本改變，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)所需的高端集成電路產(chǎn)品，如通用處理器、存儲(chǔ)器等關(guān)鍵核心產(chǎn)品仍然依賴進(jìn)口，再加之貿(mào)易摩擦的風(fēng)險(xiǎn)和國(guó)外禁運(yùn)，因此，中國(guó)封裝產(chǎn)業(yè)的本土化發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

　　在技術(shù)機(jī)遇方面，由于摩爾定律發(fā)展至今已遇到瓶頸，芯片特征尺寸已接近物理極限，先進(jìn)封裝技術(shù)成為延續(xù)摩爾定律的重要途徑，封測(cè)企業(yè)迎來良機(jī)。未來，“顛覆性”技術(shù)創(chuàng)新將成為驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體技術(shù)向前發(fā)展的關(guān)鍵，先進(jìn)封測(cè)技術(shù)成為行業(yè)的熱點(diǎn)，未來的10-20年，異構(gòu)集成技術(shù)賽道將換擋提速。

　　當(dāng)然，在中國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展中，同樣也存在著許多挑戰(zhàn)，以下六方面被重點(diǎn)提及，分別是：

　　●關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口，設(shè)備交付周期長(zhǎng)，影響擴(kuò)充產(chǎn)能。

　　●客戶會(huì)指定主要原材料，造成主材料更換比較困難，而高端的產(chǎn)品封裝都被海外壟斷。

　　●產(chǎn)品開發(fā)需要客戶來進(jìn)行驗(yàn)證，但驗(yàn)證周期長(zhǎng)。

　　●部分原材料國(guó)產(chǎn)純度無法滿足（如高精度銅合金帶），但進(jìn)口材料周期長(zhǎng)、甚至有不被接單的風(fēng)險(xiǎn)。

　　●材料成本上升，不利于企業(yè)進(jìn)一步做大做強(qiáng)。

　　●研發(fā)、工藝人才缺口大。

　　為此，鄭力提出四點(diǎn)建議：更加關(guān)注芯片成品制造環(huán)節(jié)、支持產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新、加大扶持封測(cè)企業(yè)、以及關(guān)注人才的吸引和培養(yǎng)，以更好地推動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體封測(cè)產(chǎn)業(yè)的整體進(jìn)步。

　　未來高算力芯片發(fā)展三路徑

　　中國(guó)工程院院士、浙江大學(xué)微納電子學(xué)院院長(zhǎng)吳漢明在演講中指出，后摩爾時(shí)代的到來，導(dǎo)致前端制造面臨三個(gè)級(jí)別的挑戰(zhàn)：以精密圖形為代表的基礎(chǔ)挑戰(zhàn)、以新材料為代表的核心挑戰(zhàn)和以良率提升為代表的終極挑戰(zhàn)。

　　吳漢明指出，摩爾定律發(fā)展已經(jīng)開始放緩，晶體管密度不能按照以往兩年增加一倍的節(jié)奏發(fā)展。從制造成本上來看，28納米成為了“分水嶺”，28nm以前的工藝制造成本下降速度較快，但28nm之后制造成本下降趨緩；性能方面，2002年以前每年可以提升52%，到2014年，每年提升降為12%，而到了2018年，性能每年僅能提升3.5%，所以與成本類似，性能提升也呈趨緩態(tài)勢(shì)。

　　為此，他提出了三條可以突破高算力發(fā)展瓶頸的創(chuàng)新途徑：三維異質(zhì)集成晶圓級(jí)集成、存算一體范式、可重構(gòu)計(jì)算架構(gòu)。如下圖所示，采用28納米工藝的全球最大容量存算一體芯片，單芯片算力達(dá)到了300-500TOPS；采用40納米工藝，可實(shí)現(xiàn)能效全球領(lǐng)先的混合粒度可重構(gòu)芯片。據(jù)此，吳漢明建議，我們可以考慮在1-2年內(nèi)，將存算一體芯片和可重構(gòu)計(jì)算芯片利用三維集成技術(shù)集成在同一基底上，隨后在3-4年內(nèi)，再通過晶圓級(jí)集成在晶圓硅片上。

　　作為教育界代表，在談到集成電路產(chǎn)教融合話題時(shí)，吳漢明將三維器件(FinFET)、高介電常數(shù)和金屬柵(HKMG)、應(yīng)變硅(Strained Si)和源漏提升(Raised S/D)列為本世紀(jì)集成電路器件的四大產(chǎn)教融合成果轉(zhuǎn)化，并同時(shí)指出，我國(guó)目前真正通過產(chǎn)教融合轉(zhuǎn)化出來的還很少，核心問題在于國(guó)內(nèi)缺少能夠使交叉學(xué)科可以開花結(jié)果，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的Pilot-line(先導(dǎo)線)。

　　而芯片制造技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，一是轉(zhuǎn)讓，將技術(shù)成熟、可以在生產(chǎn)上直接應(yīng)用的成果，在其使用范圍內(nèi)加以應(yīng)用和推廣，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模；二是轉(zhuǎn)化，將實(shí)驗(yàn)室取得的初試成果進(jìn)行研究開發(fā)和中間試驗(yàn)，使之變成生產(chǎn)上可以直接采用的成熟技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)。就芯片制造成果轉(zhuǎn)化而言，核心是演示生產(chǎn)可行性，也就是中試環(huán)節(jié)驗(yàn)證，也可以認(rèn)為：缺少中試的技術(shù)轉(zhuǎn)化難以生產(chǎn)化。

　　結(jié)語

　　中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)理事長(zhǎng)、清華大學(xué)教授魏少軍指出，雖然封測(cè)業(yè)看似仍以加工為主要特點(diǎn)，而且一度被認(rèn)為技術(shù)含量不高，但未來，以三維混合鍵合技術(shù)為代表的微納系統(tǒng)集成有可能改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)格局，前道后道工序相結(jié)合，甚至在前道工藝當(dāng)中嵌入后道，后道當(dāng)中集成前道，將成為一種大的趨勢(shì)，這給封測(cè)業(yè)、設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)提出了全新的挑戰(zhàn)。所以，真正的未來可能是在封測(cè)業(yè)，封測(cè)業(yè)本身的技術(shù)進(jìn)步至關(guān)重要，對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)具有非常重要的引領(lǐng)作用。

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