【研报】专用设备行业：半导体设备之封装设备国产化率亟待提高-20200517[22页].pdf

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1、 Table_Title 半导体设备之封装设备,国产化率亟待提高 Table_Title2 Table_Summary 晶圆在封装前和封装过程中需进行多次多种测试，如 WAT 测 试、CP 测试、FT 测试等，所涉及设备包括探针探、测试机、 分选机等，该部分测试设备我们在此前专题报告检测设备系 列之二：半导体测试设备进口替代正当时-20200301中 已进行详细论述和市场规模测算，本文中不再赘述，下文对封下文对封 装环节具体流程和对应设备进行分析。装环节具体流程和对应设备进行分析。 国内封测市场茁壮成长，国内封测市场茁壮成长，先进封装前景广阔先进封装前景广阔。 1）根据中国半导体行业协会数据，

2、2019 年国内集成电路产业 销售额 7562.3 亿元人民币，同比增长 15.8%，其中封测环节的 销售额为 2349.7 亿元，同比增长 7.1%，占比约为 31.1%。2） 随着 5G、人工智能、大数据等应用的不断扩张，对半导体器件 性能的要求不断提高，而先进封装技术在提升芯片性能方面展 现的巨大优势，吸引了全球各大主流 IC 封测厂商在先进封装 领域进行持续布局，先进封装技术包括 FC BGA、FC QFN、 2.5D/3D、WLCSP、Fan-Out 等非焊线形式。 全球全球封装封装设备市场规模约为设备市场规模约为 4 42 2 亿美元亿美元、国内约、国内约 1 10 0 亿美元，亿

3、美元，国内市场国产化率极低国内市场国产化率极低。 1）IC 封测可以分为前段和后段工艺，具体加工环节包括磨 片、划片、装片、键合、塑封、电镀、切筋/打弯、打印、测 试、包装、仓检、出货等环节，完成从晶圆到芯片出厂的过 程。2）根据 SEMI2018 年报告数据，全球封装设备约为 42 亿 美元；另外根据 2018 年 VLSI 数据，半导体设备中，晶圆代工 厂设备采购额约占 80%，检测设备约占 8%，封装设备约占 7%， 硅片厂设备等其他约占 5%。假设该占比较稳定，结合 SEMI 最 新数据计算，2019、2020 年全球封测设备市场空间约为 41.86、42.56 亿美元，结合二者我们判

4、断全球封测装备市场空 间约为 42 亿美元，细分设备市场规模来看，贴片机 12.6 亿美 元、划片机/检测设备 11.76 亿美元、引线焊接设备 9.66 亿美 元、塑封、切筋成型设备 7.56 亿美元。3）2018-2020 年中国 大陆半导体封装设备市场规模约为 9.2、9.4、10.4 亿美元。 4）在全球封装设备领域，全球重要企业有 ASM Pacific、 K&S、Shinkawa、Besi 等等， 国内市场同样为这些国际企业占 据，目前国产化程度很低，大基金二期起航有望实现突破。 投资建议投资建议 国内半导体产业快速成长、封装设备国产替代进程紧迫，同时 先进封装对设备要求不断提升，

5、建议关注国内企业有：盛美半 导体、中电科 45 所、苏州艾科瑞思、大连佳峰、深圳翠涛 等。 风险提示风险提示 海外疫情超预期：国产化进度不及预期；相关企业市场订单获 取低于预期。 评级及分析师信息 行业评级： 推荐 行业走势图 Table_Author 分析师：刘菁分析师：刘菁 邮箱： SAC NO：S1120519110001 分析师：俞能飞分析师：俞能飞 邮箱： SAC NO：S1120519120002 联系人：田仁秀联系人：田仁秀 邮箱： 联系人：李思扬联系人：李思扬 邮箱： -5% 1% 6% 11% 16% 22% 2019/052019/082019/112020/022020/

6、05 专用设备沪深300 证券研究报告|行业深度研究报告 仅供机构投资者使用 Table_Date 2020 年 05 月 17 日 证券研究报告|行业深度研究报告 2 2 正文目录 1. 中国大陆封测市场正茁壮成长 . 4 1.1. 芯片性能要求不断提高，先进封装前景广阔 . 4 1.2. 中国大陆封测市场规模在全球已占据较高比重 . 5 2. 封装设备市场格局 . 7 2.1. 封装工艺流程多环节、高要求 . 7 2.2. 全球封装市场规模约 42 亿美元 . 10 2.3. 大基金二期已起航，卡脖子环节亟待突破 . 11 3. 封装设备市场格局 . 13 3.1. ASM Pacific

7、（0522.HK） . 13 3.2. 库力索法半导体（K&S，KLIC.O） . 14 3.3. 新川 Shinkawa（6274.T） . 15 3.4. Besi（BESI.AS） . 16 4. 国内企业进展 . 16 4.1. 盛美半导体 . 16 4.2. 中电科 45 所 . 17 4.3. 苏州艾科瑞思 . 18 4.4. 大连佳峰 . 19 4.5. 深圳翠涛 . 20 5. 风险提示 . 20 图目录 图 1 芯片封装体正面及侧面截图 . 4 图 2 半导体封测技术不断演进 . 5 图 3 2018-2024 年全球先进封装市场规模 CAGR 约为 8%（左轴为规模，十亿美

8、元；右轴为同比增速，%） . 5 图 4 2018 年全球 IC 封测主要公司市占率 . 6 图 5 国内集成电路销售额不断攀升，封测业稳定增长（亿元） . 7 图 6 典型的半导体封测可以划分为前段和后段工序 . 8 图 7 IC 封装前段工艺除检测外，主要包括磨片、切片、引线键合等等 . 9 图 8 引线键合是封装工艺中最为关键的一步 . 9 图 9 IC 封装后段工艺除检测外，主要包括塑封、电镀、切筋/成型等 . 10 图 10 封装设备大约占 . 11 图 11 各种封装设备比重 . 11 图 12 中国半导体设备细分市场占比 . 11 图 13 中国半导体封测设备投资总额快速攀升（亿

9、元） . 11 图 14 ASM 收入规模 . 14 图 15 ASM 净利润变化情况 . 14 图 16 K&S 收入变化 . 15 图 17 K&S 净利润变化 . 15 图 18 Besi 收入情况 . 16 图 19 Besi 利润变化情况 . 16 图 20 盛美半导体收入变化 . 17 图 21 盛美半导体净利润变化 . 17 图 22 中电科 45 所封装设备产品系列 . 18 图 23 艾科瑞思产品系列 . 19 图 24 大连佳峰软焊料装片机 . 20 图 25 大连佳峰高速全自动倒装贴片机 . 20 qRrOqRmPnQnMxOoMyQrNxP9P8QbRmOnNpNpPf

10、QqQsPjMqRvMbRqQxOuOmMpQuOmRrR 证券研究报告|行业深度研究报告 3 3 表目录 表 1 国家大基金一期投资领域分布情况：设备占比较小 . 12 表 2 大基金在半导体设备领域投资主要集中在部分龙头企业 . 12 表 3 大基金二期规模超过 2000 亿元，预计能撬动社会资金规模 6000 亿元左右 . 12 表 4 大基金二期将重点支持龙头企业做大做强、产业聚集以及下游应用等方向 . 13 表 5 封测主要设备 . 13 表 6 Shinkawa 重要发展历程事件 . 15 证券研究报告|行业深度研究报告 4 4 1.1.中国大陆封测市场正茁壮成长中国大陆封测市场正

11、茁壮成长 1.1.1.1.芯片性能芯片性能要求要求不断提高，先进封装不断提高，先进封装前景广阔前景广阔 现代半导体产业分工愈发清晰，大致可分为设计、代工、封测三大环节，其 中封测即封装测试，位于半导体产业链的末端中下游： 1）封装是将芯片在基板上布局、固定及连接，并用可塑性绝缘介质灌封形成 电子产品的过程，目的是保护芯片免受损伤，保证芯片的散热性能，以及实现电 能和电信号的传输，确保系统正常工作； 2）测试主要是对芯片、电路等半导体产品的功能和性能进行验证的步骤，其 目的在于将有结构缺陷以及功能、性能不符合要求的半导体产品筛选出来，以确 保交付产品的正常应用。 封装体主要是提供一个引线的接口，

12、内部电性讯号可通过引脚将芯片链接到 系统，并避免硅芯片受到外力、水、湿气、化学物等的破坏和腐蚀等。 图 1 芯片封装体正面及侧面截图 资料来源：SEMI，华西证券研究所 封装有多种分类方法：1）按材料可以划分为：金属封装、陶瓷封装、塑料封 装等；2）按照和 PCB 板连接方式分为：PTH 封装、SMT 封装；3）按照封装外型可 分为：SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP 等。 随着 5G、人工智能、大数据等应用的不断扩张，对半导体器件性能的要求不 断提高，而先进封装技术在提升芯片性能方面展现的巨大优势，吸引了全球各大 主流 IC 封测厂商在先进封装领域进行持续布局，先进

13、封装技术包括 FC BGA、FC QFN、2.5D/3D、WLCSP、Fan-Out 等非焊线形式。 证券研究报告|行业深度研究报告 5 5 图 2 半导体封测技术不断演进 资料来源：Yole，华西证券研究所 图 3 2018-2024 年全球先进封装市场规模 CAGR 约为 8%（左轴为规模，十亿美元；右轴为同比增速，%） 资料来源：Yole，华西证券研究所 1.2.1.2.中国大陆封测市场规模在全球已占据较高比重中国大陆封测市场规模在全球已占据较高比重 证券研究报告|行业深度研究报告 6 6 根据 Yole 的统计数据，2018 年全球半导体市场规模约为 4688 亿美元，其中 封测市场规

14、模约为 560 亿美元，占比约为 11.95%，全球前五名企业分别为中国台 湾日月光（19%，不含矽品精密）、美国安靠（15.6%）、中国长电科技（13%）、 矽品精密（10%）、力成科技（8%）。 图 4 2018 年全球 IC 封测主要公司市占率 资料来源：Yole，华西证券研究所 2018 年全球前十大封测厂中，包括三家中国大陆公司，分别是第 3 位的长电 科技、第 6 位的通富微电和第 7 位的华天科技，三者合计市占率达到 22%，大陆企 业在抢占中国台湾、美国、日韩等封测企业市场份额中规模不断扩大。 国内集成电路大发展已经成为必由之路，中美贸易摩擦背景下，各个环节的 进口替代快速崛起

15、，根据中国半导体行业协会数据，2019 年国内集成电路产业销 售额 7562.3 亿元人民币，同比增长 15.8%，其中设计、制造、封测环节的销售额 分别为 3063.5、2149.1、2349.7 亿元，分别同比增长 21.6%、18.2%、7.1%，其中 封测环节收入占比约为 31.1%。 日月光 19% 安靠 16% 长电科技 13% 矽品精密 10% 力成科技 8% 其他 34% 证券研究报告|行业深度研究报告 7 7 图 5 国内集成电路销售额不断攀升，封测业稳定增长（亿元） 资料来源：Wind，中国半导体行业协会，华西证券研究所 2.2.封装设备市场格局封装设备市场格局 晶圆在封装

16、前和封装过程中需进行多次多种测试，如封装前的晶圆测试（晶圆在封装前和封装过程中需进行多次多种测试，如封装前的晶圆测试（WATWAT 测试）、在封测过程中需进行测试）、在封测过程中需进行 C CP P 测试、测试、F FT T 测试等，所涉及设备包括探针探、测测试等，所涉及设备包括探针探、测 试机、分选机等，该部分试机、分选机等，该部分测试设备测试设备我们在此前专题报告检测设备系列之二：半我们在此前专题报告检测设备系列之二：半 导体测试设备导体测试设备进口替代正当时进口替代正当时- -2 202003010200301中已进行详细论述和市场规模测算，中已进行详细论述和市场规模测算， 在此不再赘述

17、，下文对封装环节具体流程和对应设备进行分析和测算。在此不再赘述，下文对封装环节具体流程和对应设备进行分析和测算。 2.1.2.1.封装封装工艺流程工艺流程多环节、高要求多环节、高要求 IC 封测可以分为前段和后段工艺，具体加工环节包括磨片、划片、装片、键 合、塑封、电镀、切筋/打弯、打印、测试、包装、仓检、出货等环节，完成从晶 圆到芯片出厂的过程。 283 345 512 628 619 498 629 976 1036 1099 1256 1384 1564 1890 2194 2350 0.00 1,000.00 2,000.00 3,000.00 4,000.00 5,000.00 6,

18、000.00 7,000.00 8,000.00 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 销售额:集成电路产业:设计业销售额:集成电路产业:制造业销售额:集成电路产业:封装测试业 证券研究报告|行业深度研究报告 8 8 图 6 典型的半导体封测可以划分为前段和后段工序 资料来源：SEMI，华西证券研究所 2.1.1.2.1.1.前段工艺前段工艺 在 IC 封装前段工艺中，除光学检测外，主要包括磨片、晶圆切割、引线键合 等，对应的设备有磨片机、切割机、引线键合机等，其中引线键合

19、是封装工艺中 最为关键的一步，利用高纯度的金线、铜线或铝线把 Pad 和 Lead 通过焊接的方 法连接起来，Pad 是芯片上电路的外接点，Lead 是 Lead Frame 上的连接点。 证券研究报告|行业深度研究报告 9 9 图 7 IC 封装前段工艺除检测外，主要包括磨片、切片、引线键合等等 资料来源：SEMI，华西证券研究所 图 8 引线键合是封装工艺中最为关键的一步 资料来源：SEMI，华西证券研究所 2.1.2.2.1.2.后段工艺后段工艺 证券研究报告|行业深度研究报告 1010 IC 封测后段工艺中，除光检外，主要流程包括塑封、电镀、切筋/成型等环节， 对应的设备主要为塑封设备

20、、电镀设备、切筋/成型设备等。 图 9 IC 封装后段工艺除检测外，主要包括塑封、电镀、切筋/成型等 资料来源：SEMI，华西证券研究所 2.2.2.2.全球全球封装市场规模封装市场规模约约 4 42 2 亿美元亿美元 根据 SEMI2018 年报告数据，全球封装设备约为 42 亿美元。另外根据 2018 年 VLSI 数据，半导体设备中，晶圆代工厂设备采购额约占 80%，检测设备约占 8%， 封装设备约占 7%，硅片厂设备等其他约占 5%。假设该占比较稳定，结合 SEMI 最 新数据，2019 年全球半导体制造设备销售额达到 598 亿美元，此前预计 2020 年全 球半导体设备销售额将达到

21、 608 亿美元，据此计算出 2019、2020 年全球封测设备 市场空间约为 41.86、42.56 亿美元。结合二者我们判断全球封测装备市场空间在 40-42 亿美元。 与封装测试流程对应的，整个封装与测试设备包括划片机、引线焊接/键合设 备、贴片机、塑封及切筋设备、电镀设备等，根据 VLSI 2018 年数据，贴片机、 划片机/检测设备、引线焊接设备、塑封/切筋成型设备等占比较大，分别约为 30%、 28%、23%、18%，则按照全球封测设备市场规模 42 亿美元计算，前述设备市场规 模分别为贴片机 12.6 亿美元、划片机/检测设备 11.76 亿美元、引线焊接设备 9.66 亿美元、

22、塑封、切筋成型设备 7.56 亿美元。 证券研究报告|行业深度研究报告 1111 图 10 封装设备大约占 6% 图 11 各种封装设备比重 资料来源：VLSI，华西证券研究所 资料来源：VLSI，华西证券研究所 根据 SEMI 2018 年数据，国内封装设备在半导体设备中的比重同样约为 7%， 结合 SEMI 的数据，2018、2019 年中国大陆半导体设备销售额分别为 134.5 亿美元、 2020 年将达到 149 亿美元，则 2018-2020 年中国大陆半导体封装设备市场规模约 为 9.2、9.4、10.4 亿美元。 图 12 中国半导体设备细分市场占比 图 13 中国半导体封测设备

23、投资总额快速攀升（亿美 元） 资料来源：SEMI，华西证券研究所 资料来源：SEMI，华西证券研究所 2.3.2.3.大基金二期已起航大基金二期已起航，卡脖子环节亟待突破，卡脖子环节亟待突破 2014 年 6 月国务院颁布集成电路产业发展推进纲要，根据此文，我国集 成电路产业 2020 年要达到与国际先进水平的差距逐步缩小、企业可持续发展能力 大幅增强的发展目标，到 2030 年，我国集成电路产业链主要环节达到国际先进水 平，一批企业进入国际第一梯队。 同年 9 月国家集成电路产业基金成立，总规模 1387 亿元，至 2018 年 5 月已 经投资完毕，公开投资公司为 23 家，未公开投资公司

24、为 29 家，累计有效投资项 目达到 70 个左右，引导带动社会融资新增达到 5000 亿元左右。 制程设备 81% 封装设备 6% 测试设备 9% 其他 4% 引线焊接 设备 23% 贴片机 30% 塑封、切筋 成型设备 18% 划片机、 检测设备 28% 电镀设备 1% 制程设备 78% 测试设备 10% 封装设备 7% 其他 5% 131.1 134.5 149 9.2 9.4 10.4 0 20 40 60 80 100 120 140 160 20182019E2020E 中国大陆半导体设备市场中国大陆封装设备市场 证券研究报告|行业深度研究报告 1212 表 1 国家大基金一期投资

25、领域分布情况：设备占比较小 领域领域 金额（亿元）金额（亿元） 占比占比 设计 205.9 19.70% 制造 500.14 47.80% 封测 115.52 11% 设备 12.85 1.20% 材料 14.15 1.40% 产业生态 198.58 19% 资料来源：投资界，华西证券研究所 表 2 大基金在半导体设备领域投资主要集中在部分龙头企业 行业行业 公司公司 时间时间 出资金额（估算，亿元）出资金额（估算，亿元） 持股比例持股比例 设备 中微公司中微公司 2014.12 4.8 7.14% 设备 长川科技长川科技 2015.7 0.4 8% 设备 沈阳荆拓沈阳荆拓 2015.12 1

26、.7 / 设备 北方华创北方华创 201.5.12 6 7.50% 设备 盛美半导体盛美半导体 / 0.1 / 设备 万业企业万业企业 2018.7 6.8 7% 设备 睿励仪器睿励仪器 / / / 资料来源：投资界，华西证券研究所 2019 年 10 月 22 日国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司（简称“国 家大基金二期”）注册成立，注册资本 2041.5 亿元，两倍于一期的注册资本，按 照 13 的撬动比，所撬动的社会资金规模在 6000 亿元左右。 国家大基金二期共有 27 位股东，第一大股东为财政部，出资 225 亿元占股 11.02%，其余几家分别为国开金融有限责任公司（10.

27、78%）、浙江富浙集成电路 产业发展有限公司（7.35%）、上海国盛（集团）有限公司（7.35%）、中国烟草 总公司（7.35%）、重庆战略性新兴产业股权投资基金合伙企业（有限合伙） （7.35%）、成都天府国集投资有限公司（7.35%）和武汉光谷金融控股集团有限 公司（7.35%）。 表 3 大基金二期规模超过 2000 亿元，预计能撬动社会资金规模 6000 亿元左右 出资人出资人 持股比例持股比例 认缴金额认缴金额/ /亿元亿元 中华人民共和国财政部 11.02% 225 国开金融有限责任公司 10.78% 220 浙江富浙集成电路产业发展有限公司 7.35% 150 上海国盛（集团）有

28、限公司 7.35% 150 中国烟草总公司 7.35% 150 重庆战略性新兴产业股权投资基金合伙企业 7.35% 150 成都天府国集投资有限公司 7.35% 150 武汉光谷金融控股集团有限公司 7.35% 150 资料来源：新浪财经，华西证券研究所 在 2019 年 9 月中国(上海)集成电路创新峰会上，国家大基金表示未来投资布 局方向主要有三，如下表所示，可见在大基金一期完成产业布局后，二期将重点 支持龙头企业做大做强、产业聚集以及下游应用，其中对刻蚀机、薄膜设备、测 试设备和清洗设备等领域已布局的企业保持高强度的持续支持，加快开展光刻机、 证券研究报告|行业深度研究报告 1313 化

29、学机械研磨设备等核心设备以及关键零部件的投资布局等措施都将很大程度上 利好国内半导体设备龙头企业。 表 4 大基金二期将重点支持龙头企业做大做强、产业聚集以及下游应用等方向 方向方向 说明说明 一一、支持龙头支持龙头 企业做大做企业做大做 强，提升成线强，提升成线 能力能力 首期基金主要完成产业布局，二期基金将对在刻蚀机、薄膜设备、测试设备和清洗设备等领域已布局的企二期基金将对在刻蚀机、薄膜设备、测试设备和清洗设备等领域已布局的企 业保持高强度的持续支持业保持高强度的持续支持，推动龙头企业做大最强，形成系列化、成套化装备产品。对照纲要继续填 补空白，加快开展光刻机、化学机械研磨设备等核心设备以

30、及关键零部件的投资布局，保障产业链安全。，加快开展光刻机、化学机械研磨设备等核心设备以及关键零部件的投资布局，保障产业链安全。 二二、产业聚产业聚 集，抱团发集，抱团发 展，组团出海展，组团出海 推动建立专属的集成电路装备产业园区，吸引装备零部件企业集中投资设立研发中心或产业化基地，实现 产业资源和人才的聚集，加强上下游联系交流，提升研发和产业化配套能力，形成产业聚集的合力。积极 推动国内外资源整合、重组，壮大骨干企业，培育中国大陆“应用材料”或“东电电子”的企业苗子。 三三、继续推进继续推进 国产装备材料国产装备材料 的下游应用的下游应用 充分发挥基金在全产业链布局的优势，持续推进装备与集成

31、电路制造、封测企业的协同，加强基金所投企 业间的上下游结合，加速装备从验证到加速装备从验证到“批量采购批量采购”的过程，为本土装备材料企业争取更多的市场机会。的过程，为本土装备材料企业争取更多的市场机会。 督促制造企业提高国产装备验证及采购比例，为更多国产设备材料提供工艺验证条件，扩大采购规模。 资料来源：新浪财经，华西证券研究所 3.3.封装设备封装设备市场格局市场格局 在全球封装设备领域，全球重要企业有 ASM Pacific、K&S、Shinkawa、Besi 等等， 国内市场同样为这些国际企业占据且目前国产化程度很低。 表 5 封测主要设备 封装设备种类封装设备种类 国际主要企业国际主

32、要企业 国内企业国内企业 引线焊接设备 Shinkawa、ASM Pacific、K&S 中电科 45 所、深圳翠涛 贴片机 Besi、ASM Pacific、Shinkawa、K&S 艾科瑞斯、大连佳峰 划片机 Disco、ASM Pacific、K&S 中电科 45 所 塑封设备 Towa、ASM Pacific、Besi、YAMADA 富仕三佳 倒装机 ASM Pacific、K&S、Shinkawa 中电科 45 所、大连佳峰 热压机 ASM Pacific - 切筋成型设备 Besi、ASM Pacific - 资料来源：SEMI，华西证券研究所 3.1.3.1.A ASM PSM

33、Pacificacific（0 0522522. .HKHK） ASM Pacific Technology Ltd.是一家主要从事半导体及电子行业机械及材料 生产业务的中国香港投资控股公司，公司业务覆盖中国、英国、新加坡及马来西 亚等地。公司通过三大分部运营：1）后工序设备分部从事后工序设备的开发、生 产及销售业务，其产品包括焊接机、发光二极管（LED）设备及测试处理机等；2） 表面贴装技术解决方案分部提供表面贴装技术相关解决方案；3）物料分部从事引 线框架业务。 ASM 于 1975 在中国香港成立，是全球首个为半导体封装及电子产品生产的所 有工艺步骤提供技术和解决方案的设备制造商，包括从半导体封装材料和后段 （芯片集成、焊接、封装）到 SMT 工艺。其中后工序设备业务生产及提供半导体 装嵌及封装设备，应用于微电子，半导体，光电子，及光电市场，可以提供多元 化产品如固晶系统，焊线系统，滴胶系统，切筋