速度提升1000倍 更快更节能的光子芯片来了 先进封装产业政策及应用领域需求分析报告

据中证报报道，日前，香港城市大学副教授王骋团队与香港中文大学研究人员合作，利用铌酸锂为平台，开发出处理速度更快、能耗更低的微波光子芯片，可运用光学进行超快模拟电子信号处理及运算。相关研究成果在发表于新一期《自然》。

据介绍，该芯片不仅在速度上比传统电子处理器快出1000倍，而且能耗更低。其广泛的应用领域涵盖了5G/6G无线通信系统、人工智能、计算机视觉以及图像/视频处理等多个方面。

中证报认为，铌酸锂又被称为“光学之硅”，重要性堪比集成电路中的硅，该材料光学损耗极低。相比硅基方案(硅光)和磷化铟方案，铌酸锂方案电光系数显著高于磷化铟，而硅没有直接电光系数，因而铌酸锂调制器是大容量光纤传输网络和高速光电信息处理系统中的关键器件。铌酸锂方案具有高带宽、低插损、较高消光比等优点，技术路线未来可期。

公司方面，据上证报表示，新易盛 、福晶科技等。在后摩尔定律时代，先进封装对于芯片及系统整体性能提升的重要性愈发明显，同时，作为封装工艺的核心关键，封装设备和材料的国产替代对于封装行业的自主可控尤为重要，该行看好在先进封装、核心封装设备及材料领域重点布局的相关厂商，有望在先进封装和国产替代浪潮下持续受益。

先进封装行业国产替代趋势

半导体封测环节使得芯片能够可靠、稳定的进行工作，主要作用包括机械连接、机械保护、电气连接和散热。受益于半导体行业整体增长，根据Yole数据，2017-2022年全球半导体封测市场规模从533亿美元增长到815亿美元，预计2023年将达到822亿美元，2026年将达到961亿美元。竞争格局方面，根据芯思想研究院数据，2022年全球委外封测(OSAT)厂商Top10合计占比77.98%，主要为中国台湾和中国大陆厂商。其中日月光占比27.11%，排名第1;安靠占比14.08%，排名第2;中国大陆厂商长电科技/通富微电/华天科技/智路封测分列第3/4/6/7名，占比分别为10.71%/6.51%/3.85%/3.48%。

后摩尔定律时代，先进封装成为提升系统整体性能的重要突破口。

先进封装主要包括FC(倒装芯片)、WLP(晶圆级封装)、2.5D封装、3D封装、SiP(系统级封装)等。随着摩尔定律日渐趋缓，在Chiplet、HBM等新技术的推动下，先进封装愈发重要，不仅能够实现微型化、高密度集成，还能降低成本，符合高端芯片向更小尺寸、更高性能、更低功耗方向演进的趋势。

根据Yole数据，全球封装市场结构中，先进封装占比由2014年的38%提升到了2022年的47.2%，预计2023年将达到48.8%，2026年将首次超过传统封装，占比达到50.2%。市场规模方面，2019为290亿美元，2022年增长至378亿美元，预计2023年将达到408亿美元，2026年将达到482亿美元。

2022年全球先进封装厂商包括日月光、安靠、英特尔、台积电、长电科技、三星、通富微电等。

设备材料作为封装工艺核心环节，国产替代需求迫切。作为半导体封装上游的核心关键，设备和材料直接决定了封装工艺能否顺利完成，目前在相关环节已有国产厂商布局，但是整体国产化率仍然偏低，国产替代需求迫切。

根据SEMI数据，全球半导体封装设备2022年市场规模为57.8亿美元，2023年受消费电子等下游需求不足影响，预计市场规模将下降至45.9亿美元，随着2024年市场需求回暖，预计2024年将达到53.4亿美元。

2023先进封装产业政策及应用领域需求

受益于产业政策的大力支持以及下游应用领域的需求带动，国内封装测试市场增长较快，国内封测市场规模从2016年的1,564.30亿元增长至2020年的2,509.50亿元，年均复合增长率为12.54%，远高于全球封测市场3.89%，其中2020年先进封装市场规模为351.30亿元。

全球集成电路封测产业进入稳步发展期，而中国封测产业发展仍保持较高增速，2017年到2021年的年复合增长率约为9.9%。

2022年中国集成电路封装测试业销售额2,995.1亿元，同比增长8.4%。目前，先进封装引领全球封装市场增长。全球封装市场按技术类型来看，先进封装的增速远高于传统封装，预计到2026年，先进封装总体市场份额将超过50%，成为封装产业增长的核心动力。

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SEMI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。随着芯片制造技术的不断进步和芯片封装技术的快速发展，芯片封装技术将更加先进和智能化，从而提高芯片的可靠性和稳定性。同时，芯片封装技术的发展将促进芯片的应用领域不断扩大和深入。

随着电子产品进一步朝向小型化与多功能的发展，芯片尺寸越来越小，芯片种类越来越多，其中输出入脚数大幅增加，使得3D封装、扇形封装(FOWLP/PLP)、微间距焊线技术，以及系统封装(SiP)等技术的发展成为延续摩尔定律的最佳选择之一，半导体封测行业也在由传统封测向先进封测技术过渡，先进封装技术在整个封装市场的占比正在逐步提升。

据预测，2021年全球先进封装市场总营收为374亿美元，预计先进封装市场将在2027年达到650亿美元规模，2021-2027年间年化复合增速达9.6%，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。

半导体下游应用广泛，涵盖消费电子、电力电子、交通、医疗、通讯技术、医疗、航空航天等众多领域。近年来，随着物联网、人工智能、云计算、大数据、5G、机器人等新兴应用领域的蓬勃发展，各类半导体产品的使用场景和用量不断增长，为半导体产业注入了新的增长动力。

根据美国半导体产业协会的数据，全球半导体销售额从2011年的3,003.4亿美元增长至2021年的5,475.8亿美元，2011-2021年CAGR为4.46%，市场规模稳步增长。全球封测市场规模从2016年的510.00亿美元增长至2020年的594.00亿美元，保持着平稳增长。

根据中研普华研究院《2023-2027年中国集成电路封装行业全景调研与发展战略研究咨询报告》显示：

数据显示，从2022年到2028年，先进封装市场复合年增长率将达到10.6%，市值达到786亿美元。相比之下，从2022年至2028年，传统封装市场预计复合年增长率较慢，为3.2%，到2028年底，市值为575亿美元。总体而言，封装市场预计将以6.9%的复合年增长率增长，市值达到1360亿美元。

随着摩尔定律的放缓以及前沿节点复杂性和成本的增加，先进封装正在成为将多个裸片集成到单个封装中的关键解决方案，并有可能结合成熟和先进的节点。

异构集成和基于小芯片的方法在人工智能、网络、自动驾驶、高端 PC 和高端游戏等细分市场中变得必不可少。通过先进封装技术实现的异构集成可在紧凑的平面中实现具有成本效益的多芯片集成，与传统封装相比也可实现更卓越的性能。

在封装内集成更多数量的有源电路是一种通过密集互连将不同功能分配到集成到同一封装中的不同芯片的方法。上市时间也缩短了，因为芯片可以来自不同的制造商并进行组装。

国际半导体产业协会(SEMI)在最新《半导体材料市场报告》中指出，2022年全球半导体材料市场年增长率为8.9%，营收达727亿美元，超越2021年创下668亿美元的市场最高纪录。

从细分领域来看，2022年晶圆制造材料和封装材料营收分别达到447亿美元和280亿美元，成长10.5%和6.3%。硅晶圆、电子气体和光罩等领域在晶圆制造材料市场中成长表现最为稳健，另外有机基板领域则大幅带动了封装材料市场的成长。

从国家和地区的表现来看，中国台湾连续第13年成为全球最大的半导体材料消费市场，总金额达201亿美元，SEMI指出，中国台湾的优势在于大规模晶圆代工能力和先进封装基地。

同时，中国大陆维持可观的年成长率表现，在2022年排名第2，总金额达129.7亿美元。而韩国则位居第3大的半导体材料消费市场，总金额为129亿美元。

此外，多数地区去年皆实现了高个位数或双位数的增长率，欧洲增幅最大为15.6%，其次是中国台湾，年增13.6%，日本则下降1%。

目前，半导体集成电路(IC)依靠先进制程突破实现性能迭代日渐减缓，封装形式的改进更多地受到业界关注。传统封装正在向以FC、FIWLP、FOWLP、TSV、SIP等先进封装转型。先进封装有望成为后摩尔时代的主流方向。

先进封装具备制造成本低、功耗较小等优势，将带来产业链多环节的价值提升，以Chiplet(芯粒)技术为例，通过对芯片的解构与重构集成，重塑了从上游EDA、IP、设计至下游封装、材料的全环节价值链，为多个环节带来新的技术挑战与市场机遇。

Yole数据显示，2021年全球封装市场规模约达777亿美元。其中，先进封装全球市场规模约350亿美元，预计到2026年先进封装的全球市场规模将达到475亿美元。

国内外封测龙头日月光、安靠、长电科技、通富微电、华天科技等布局Chiplet业务，英特尔、AMD、华为也积极参与。全球半导体封装材料的主要供应商包括日本信越化学、住友化工、德国巴斯夫、美国杜邦等公司，占据主要市场份额。随着中国Fab工厂陆续建成投运，且先进封装工艺对材料的要求不断提高，未来IC封装材料市场增长空间巨大。

《2023-2027年中国集成电路封装行业全景调研与发展战略研究咨询报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。