美国政府将支持在本土制造 PCB

2023-03-30  

使用尖端工艺技术制造的高端芯片通常需要高质量的多层主板。为了确保此类印刷电路板(PCB)可以在美国生产,美国总统乔·拜登总统本周签署了一项总统决定,授权使用国防生产法(DPA)以5000万美元支持在本土生产PCB和先进芯片封装行业。


近几十年来,高科技行业从美国向亚洲的逐步迁移,不仅影响了复杂的半导体生产和消费电子产品的大批量组装,还影响了芯片封装和PCB生产等。与此同时,所有电子设备,从不起眼的鼠标一直到关键任务服务器或军事设备——都使用某种主板,因此在美国生产复杂PCB的能力也关系到国家安全问题。


拜登决定允许国防部使用5000万美元,根据《国防生产法》第三章(Title III of the Defense Production Act)中的激励措施——包括购买和购买承诺——以支持美国的PCB和先进芯片封装行业。


虽然美国政府对生产用于美国国防、能源、医疗保健和其他关键部门的PCB感兴趣,但接受国防部补贴的公司将获得生产先进电路板所需的技术能力和专业知识,并因此能够为其他部门服务。我们只能猜测这是否最终会将显卡或PC主板等东西的生产带回美国,不过,这绝对是一种可能。


事实上,AMD、苹果、谷歌、英特尔、Nvidia等公司在美国为其设备生产各种主板进行测试,然后在亚洲开始批量生产。至少一些美国公司可以扩大在美国的PCB和封装业务,为这里的客户提供服务——如果他们获得适当的经济激励。


拜登在一份备忘录中写道,如果没有总统根据该法案第303条采取的行动,就不能合理地期望美国工业部门及时为所需的工业资源、材料或关键技术项目提供能力。我发现有必要采取行动扩大印刷电路板和先进封装的国内生产能力,以避免工业资源或关键技术项目短缺,从而严重损害国防能力。


芯片封测:全球10大厂商,中国有9家,份额高达64%


封装作为半导体制造中的后道工序,其作用是将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封、使集成电路与外部期间实现电器连接、信号连接的同时,对集成电路提供物理保护。据Gartner统计,封装环节占整个封装市场份额的80-85%。


实际上,以2000年为节点,我们可以将封装产业分为传统封装阶段和先进封装阶段。从技术上来看,先进封装与传统封装的最大区别在于连接芯片的方式,先进封装可以在更小的空间内实现更高的设备密度,并使功能得到扩展。


20 世纪 70 年代以前(通孔插装时代),封装技术是以 DIP 为代表的针脚插装,特点是插孔安装到 PCB 板上。这种技术密度、频率难以提高,无法满足高效自动化生产的要求。


20 世纪 80 年代以后(表面贴装时代),用引线替代第一阶段的针脚,并贴装到PCB板上,以SOP和QFP为代表。这种技术封装密度有所提高,体积有所减少。


20 世纪 90 年代以后(面积阵列封装时代),该阶段出现了BGA、CSP、WLP为代表的先进封装技术,第二阶段的引线被取消。这种技术在缩减体积的同时提高了系统性能。


20 世纪末,多芯片组件、三维封装、系统级封装开始出现。


21 世纪以来,系统级单芯片封装(SoC)、微机电机械系统封装(MEMS)成为主流。


实际上,倒装(FlipChip),凸块(Bumping),晶圆级封装(WLP),2.5D封装(interposer,RDL等),3D封装(TSV)等方式都被认为是先进封装的范畴。目前,从先进封装技术平台细分来看,倒装术应用最广,占据75%左右的市场份额,其次为扇入晶圆级封装(Fan-in WLP)和扇出晶圆级封装(Fan-out WLP)。


封装是我国半导体产业中发展最早、起步最快的行业。封装的技术门槛相对较低,属于需要密集劳动力的产业,我国巨大的人口红利下,封装得到飞速发展。


目前,全球10大芯片封测企业,中国占到了9家,这9家中国厂商合计份额就高达64%,而前10大企业中,仅有一家是美国的。

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如上图所示,这是预测的2022年全球封测前10强的收入排名以及市场份额情况。


从这张图可以看到,前10名中,仅有第二名安靠是美国的,份额约为14%之外,另外的9家企业全部是中国企业,这9家中国企业合计份额达到64%,占了全球近三分之二的市场。


3月28日,大陆封测三剑客之一的华天科技披露年报,营收下滑、净利几乎腰斩,再次将行业的不景气呈现出来。据其年报显示,2022年华天科技实现营业收入119.06亿元,比上年下降1.58%;归属于上市公司股东的净利润7.54亿元,同比骤降46.74%;扣非归母净利润2.64亿元,同比更是大降76.01%。


但华天科技依然在加码产能,公司年报披露的同时还甩出一份投资公告,拟投资28.58亿元进行“高密度高可靠性先进封测研发及产业化”项目的建设,宣称剑指后摩尔时代。对于2022年业绩的大幅下降,华天科技归咎于集成电路行业景气度下滑。


同属封测三剑客之一、排名第二的通富微电,2022年前三季度营收153.19亿元、归母净利润4.77亿元,同比增长36.73%和-32.19%。


排名第一的长电科技去年前三季度依然录得业绩增长,营收、归母净利润分别为247.78亿元、24.52亿元,同比增长13.05%和15.92%。


根据分析机构Yole的数据,2021年全球先进封装市场规模约350亿美元,到2025年先进封装的全球市场规模约420亿美元,先进封装在全部封装的占比从2021年的45%增长到2025年的49.4%,2019-2025年全球先进封装市场的CAGR约8%,相比同期整体封装市场和传统封装市场,先进封装市场的增长更为显著,将为全球封装市场贡献主要增量。


此前,曾有封测企业负责人表示,晶圆级封装相对好做,自动化程度较高,英特尔、IBM都可以做。但像传统封装、SiP、wirebonding、FlipChip、基板类,框架类封装等,仍存在劳动密集和投资密集的属性,全球采购材料设备,在这些方面美国不占优势。


“真正拿回去,一定程度上能够保证就业,但并不会像在亚洲这样具有成本优势,从真正市场竞争角度看也完全没有必要。”


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