芯片系列第三期 芯片封测,产业链里中国最强的环节,凭什么?

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云帆飞飏
 · 北京  

大家都知道光刻机卡脖子,芯片设计被封锁,但你有没有想过一个问题——就算芯片设计出来了、也造出来了,它到了你手上之前,还得过最后一道关。这道关,恰恰是整个芯片产业链里,中国最接近世界第一的环节。

这期我们就来聊聊,芯片封测。

先科普一下,什么是芯片封测。

一颗芯片从无到有,要经历三步。第一步设计,画图纸,相当于请建筑师出建筑方案。第二步制造,盖房子,把图纸变成实物,就是我们在晶圆厂里看到的那片片圆圆的晶圆。

重点说第三步,封测。封测其实包含两个动作:封装和测试。

芯片在晶圆上造好之后,是一颗颗极小的裸芯片。多小呢?大概指甲盖的几分之一,肉眼几乎看不清。这种裸芯片非常脆弱,手指碰一下就坏了,灰尘落上去可能就短路了,空气中的水分都能让它失效。你没法直接把它焊到手机主板上用。

所以第一步要封装。封装就是给裸芯片穿上一层"防护服",把它装进一个保护壳里,同时通过细小的金属线或焊点,把芯片内部的电路跟外部连接起来。简单理解,裸芯片就像一颗没剥壳的鸡蛋,封装就是给它装进一个坚固的盒子里,还帮它接好了电线。你看到电脑主板上那些黑色方形的芯片,外面那个黑色的塑料壳,就是封装层。

封装完之后是测试。测试分两步,第一步叫晶圆测试,在芯片还没切割的时候,用探针逐颗检测,把不合格的提前标记出来,省得白封装。第二步叫成品测试,封装好了再测一遍,模拟真实使用环境,测性能、测功耗、测寿命,确保每一颗出厂的芯片都能正常工作。

一颗芯片的造价,大约30%花在封测上。而且封装方式直接影响芯片的性能、功耗和散热。你买的手机、电脑、汽车,里面的芯片能不能稳定运行,封测环节说了算。

那全球封测格局是什么样?中国在这个环节到底有多强?

全球封测行业有三个巨头。排名第一的是台湾的日月光,市值超过4000亿新台币,全球市占率接近30%,绝对的老大。排名第二的是中国大陆的长电科技,2021年收购了新加坡的STATS ChipPAC之后,营收一度超越了美国老牌封测厂安靠,坐上了全球第二的位置。安靠退居第三。

你看这个排名,封测环节里中国有长电科技坐稳全球第二,这跟芯片设计和制造的格局完全不一样。设计和制造,我们跟世界最顶尖水平还有明显差距,但封测这个环节,中国已经具备了全球竞争力。

为什么会这样?因为封测本质上是资本密集加劳动密集型产业,拼的是规模效应、工艺积累和成本控制,这些恰恰是中国的强项。

而且还有一个真实的故事,能说明封测对中国意味着什么。

安世半导体,总部在荷兰,晶圆制造在德国,但封测工厂在广东东莞。中国上市公司闻泰科技的实控人张学政,当年花了巨资把安世收购了,本以为把这家欧洲老牌半导体企业收入囊中。结果呢?美国启动长臂管辖原则,荷兰政府依据美国法律介入,一场股权争夺之后,张学政失去了对安世的控制权。设计和制造,被卡回去了。

但有意思的是,封测还在东莞。安世就算不听中国的了,照样要在中国做封测,要通过中国的工厂向全球客户供货。更耐人寻味的是,后来美国自己都撤销了相关制裁,但荷兰政府至今没有纠偏。这说明什么?美国的盟友体系一旦启动就有惯性,不是美国说停就能停的。

这个故事告诉我们一个道理:芯片产业链三个环节,设计和制造中国还在追赶,但封测这一环,中国是牢牢握在手里的。

说到国产封测,有三家公司必须认识。

长电科技,全球封测老二,大基金重仓股。收购整合能力非常强,在先进封装领域,它的XDFOI技术是国内领先的Chiplet封装方案,直接对标台积电的CoWoS。

通富微电AMD全球最大的封测代工厂。你买的AMD处理器,大概率是通富微电帮你封装的。绑定AMD这条大船,客户结构非常优质。

华天科技,封测行业老三,走的是性价比路线,传统封装优势明显,也在积极布局先进封装。三家各有各的打法,长电拼规模,通富拼客户,华天拼成本。

再看行业趋势。摩尔定律越来越慢,芯片越做越小,物理极限就在眼前。怎么办?先进封装成了新的突破口。Chiplet技术,简单说就是把一个大芯片拆成几个小芯片,分别制造再拼装在一起,降低制造难度,提高良率。台积电的CoWoS封装产能严重供不应求,英伟达的AI芯片全靠它。先进封装,正在成为跟光刻机一样重要的战略资源。国产先进封装目前跟国际头部还有一到两代的差距,但追赶速度明显比制造环节快。

最后我们跳出行业,看看更大的棋局。

芯片是中美战略博弈的主战场,但双方各有底牌。美国的牌是芯片设计和先进制造的话语权,以及通过长臂管辖和盟友体系对中国的封锁。但中国也有牌。第一张牌就是封测环节的全球竞争力——不管你芯片在哪里设计、哪里制造,封测这一环中国很强,你绕不过去。第二张牌是稀土资源。中东有石油,中国有稀土。半导体从芯片到元器件,稀土是不可或缺的原材料。美国有芯片,中国有稀土,这张资源牌不能忽视。

这场博弈远远没有打完,双方各有优势,鹿死谁手还真不好说。

你觉得在芯片这场仗里,中国最有可能在哪个环节率先实现突破?评论区聊聊。

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