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多維異構(gòu)先進(jìn)封裝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 甬矽電子    2024-05-28

1、項目概況

本項目總投資額為 146,399.28 萬元。屆時將購置臨時健合設(shè)備、機(jī)械研磨設(shè)備、化學(xué)研磨機(jī)、干法刻硅機(jī)、化學(xué)氣相沉積機(jī)、晶圓級模壓機(jī)、倒裝貼片機(jī)、助焊劑清洗機(jī)、全自動磨片機(jī)等先進(jìn)的研發(fā)試驗及封測生產(chǎn)設(shè)備，同時引進(jìn)行業(yè)內(nèi)高精尖技術(shù)、生產(chǎn)人才，建設(shè)與公司發(fā)展戰(zhàn)略相適應(yīng)的研發(fā)平臺及先進(jìn)封裝產(chǎn)線。

本次募投項目實施地點位于公司二期工廠，廠房采用“EPC+F”方式由相關(guān)方代為建設(shè)，公司已與建設(shè)方簽署長期租賃協(xié)議，并可根據(jù)自身需求擇機(jī)進(jìn)行回購。

項目建成后，公司將開展“晶圓級重構(gòu)封裝技術(shù)（RWLP）”、“多層布線連接技術(shù)（HCOS-OR）”、“高銅柱連接技術(shù)（HCOS-OT）”、“硅通孔連接板技術(shù)（HCOS-SI）”和“硅通孔連接板技術(shù)（（ HCOS-AI）”等方向的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，并在完全達(dá)產(chǎn)后形成年封測扇出型封裝（（ Fan-out）系列和 2.5D/3D 系列等多維異構(gòu)先進(jìn)封裝產(chǎn)品 9 萬片的生產(chǎn)能力。本項目的實施將進(jìn)一步深化公司在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的業(yè)務(wù)布局，持續(xù)提升公司核心競爭力。

2、項目實施主體

本項目實施主體為甬矽半導(dǎo)體（寧波）有限公司，位于浙江省寧波市濱海大道 60 號，系公司控股子公司。

3、項目實施的必要性

（1）數(shù)據(jù)中心、汽車、AI 等行業(yè)對芯片的需求持續(xù)上漲，芯片封裝產(chǎn)業(yè)迎來新增量

在集成電路芯片應(yīng)用市場，高算力應(yīng)用芯片如高性能服務(wù)器（（ HPC）和自動駕駛（（ ADAS）已逐漸取代手機(jī)和個人電腦，成為下個階段半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)增長的主要驅(qū)動力。以臺積電為例，其 2023 年 3 季度銷售收入中，智能手機(jī)類產(chǎn)品占比 39%，高性能服務(wù)器（（ HPC）類產(chǎn)品占比 42%，高性能算法芯片收入占比第一次超過智能手機(jī)產(chǎn)品。

一方面，隨著計算機(jī)大數(shù)據(jù)和云計算應(yīng)用滲透率的提升，我國數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅速。2018 年我國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模為 226 萬架，大型以上規(guī)模為 167 萬架；2022 年我國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模擴(kuò)大至 670 萬架，其中大型以上規(guī)模增長至 540 萬架，復(fù)合增長率均超過 30%，大型以上占比為 80%。

另一方面，大模型和生成式人工智能的發(fā)展顯著拉動了高算力服務(wù)器市場的增長。隨著 ChatGPT、Sora 的等生成式人工智能在技術(shù)上實現(xiàn)了顯著突破，國內(nèi)外諸多互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)紛紛宣布在生成式人工智能領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局，國產(chǎn)大模型進(jìn)入集中發(fā)布區(qū)。

生成式人工智能和大模型已成為智能算力芯片市場最重要的增長點。以 ChatGPT 模型為例，公開數(shù)據(jù)顯示，其所使用的 GPT-3 大型模型所需訓(xùn)練參數(shù)量為 1750 億，算力消耗為 3640PF-days（即每秒運(yùn)算一千萬次，運(yùn)行 3640 天），需要至少 1 萬片 GPU 提供支撐。

根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu) IDC 預(yù)測，全球人工智能硬件市場（（ 服務(wù)器）規(guī)模將從 2022 年的 195 億美元增長到 2026 年的 347 億美元，五年年復(fù)合增長率達(dá) 17.3%；我國 2023 年人工智能服務(wù)器市場規(guī)模達(dá)到 91 億美元，同比增長 82.5%，2027 年將達(dá)到 134 億美元，五年年復(fù)合增長率達(dá) 21.8%。

面對集成電路芯片行業(yè)下游需求變化趨勢，公司作為國內(nèi)中高端先進(jìn)封裝主要供應(yīng)商之一，有必要充分把握行業(yè)發(fā)展機(jī)遇，通過實施本項目來提升公司高端晶圓級封裝研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力，更好的滿足市場需求。

（2）多維異構(gòu)封裝技術(shù)在高算力芯片領(lǐng)域優(yōu)勢顯著

長期以來，主流系統(tǒng)級單芯片（（ SoC）都是將多個負(fù)責(zé)不同計算任務(wù)的計算單元，通過光刻的形式制作到同一片晶粒上。

然而，隨著晶圓制程先進(jìn)度的提升，系統(tǒng)級單芯片的實施成本大幅上升：一方面，先進(jìn)制程晶圓的研發(fā)成本不斷增加，隨著制程從 28nm 制程演變到 5nm，單次的研發(fā)投入從 5000 萬美元增至5 億美元以上；另一方，先進(jìn)制程芯片的良率隨著晶粒面積增加而大幅下降，根據(jù)模型估算，面積 150mm2 的中大型晶粒的良率約為 80%，而 700mm2 以上的超大型晶粒的良率只有 30%左右。

在這種情況下，小芯片（（ 或小芯粒）組技術(shù)（（ Chiplet）成為集成電路行業(yè)突破晶圓制程桎梏的重要技術(shù)方案。同將全部功能集中在一顆晶粒上相反，Chiplet 方案是將大型系統(tǒng)級單芯片劃分為多個功能相同或者不同的小晶粒，每顆晶粒都可以選擇與其性能相適應(yīng)的晶圓制程，再通過多維異構(gòu)封裝技術(shù)實現(xiàn)晶粒之間互聯(lián)，在降低成本的同時獲得更高的集成度。

因此，多維異構(gòu)封裝技術(shù)是實現(xiàn) Chiplet 的技術(shù)基石，其主要包括硅通孔技術(shù)（（ TSV）、扇出型封裝（Fan-Out）、2.5D/3D 封裝等核心技術(shù)。

在高算力芯片領(lǐng)域，采用多維異構(gòu)封裝技術(shù)的 Chiplet 方案具有顯著優(yōu)勢：首先，Chiplet 縮小了單顆晶粒的面積，提升了整體良率、降低了成產(chǎn)成本，同時降低了高算力芯片對先進(jìn)晶圓制程的依賴；其次，采用 Chiplet 方案的算力芯片升級時可只升級核心晶粒，非核心部分沿用上一代設(shè)計，大幅縮短芯片開發(fā)周期；最后，Chiplet 可以采用同質(zhì)擴(kuò)展的方式，通過對計算核心“堆料”的方式，迅速突破芯片面積限制，達(dá)到更高算力。

綜上所述，多維異構(gòu)封裝技術(shù)作為實現(xiàn) Chiplet 方案的核心技術(shù)，是先進(jìn)封裝企業(yè)未來取得市場競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵。本項目有利于公司把握技術(shù)發(fā)展趨勢，布局前沿賽道，持續(xù)提升公司的核心競爭力。

（3）符合國家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

Chiplet 的設(shè)計方案一般分為兩種：一種是按照不同功能將原先集成在一枚大尺寸晶粒上的模塊拆分為數(shù)枚小晶粒；另外一種是把具備完整功能的小晶粒集合起來，實現(xiàn)性能和算力的增長。但無論那種方案，都可一定程度上降低成品芯片對先進(jìn)晶圓制程的依賴，通過封裝技術(shù)把多枚采用中端制程生產(chǎn)的晶粒組合在一起，并得到優(yōu)于單制程 SoC 芯片的效果?，F(xiàn)階段，我國大陸地區(qū)先進(jìn)晶圓制程同發(fā)達(dá)國家和地區(qū)還存在一定差距，基于多維異構(gòu)封裝技術(shù)的 Chiplet 解決方案是我國集成電路產(chǎn)業(yè)提升國產(chǎn)化水平、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突破、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的重要途徑。

2022 年 12 月，我國首個（ 小芯片接口總線技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式通過工信部中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會的審定并發(fā)布，為我國自主發(fā)開 Chiplet方案奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)廣東省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的 集成電路行業(yè)專題報告:先進(jìn)制程貼近極限，Chiplet,迎來黃金發(fā)展期》，目前我國芯片企業(yè)已自主研發(fā)出基于12nm 制程采用 Chiplet 架構(gòu)的算力芯片。多維異構(gòu)封裝技術(shù)符合國家集成電路政策和產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。

本項目實施后，公司將購進(jìn)一系列先進(jìn)研發(fā)和生產(chǎn)設(shè)備，使公司在晶圓級封裝和多維異構(gòu)封裝領(lǐng)域的研發(fā)能力得到增強(qiáng)，并實現(xiàn)多維異構(gòu)封裝產(chǎn)品量產(chǎn)，深化公司在晶圓級先進(jìn)封裝領(lǐng)域業(yè)務(wù)布局和發(fā)展速度，增強(qiáng)公司技術(shù)儲備和科技成果轉(zhuǎn)化效率。

4、項目實施的可行性

（1）先進(jìn)封裝行業(yè)符合國家戰(zhàn)略鼓勵方向，項目具備政策可行性

集成電路封裝行業(yè)屬于國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，國家及地方政府出臺了一系列產(chǎn)業(yè)支持政策，提升行業(yè)技術(shù)水平，推進(jìn)產(chǎn)能的提升，推動先進(jìn)封裝行業(yè)蓬勃發(fā)展。

國家發(fā)改委在2017年1月發(fā)布（戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》，提出重點支持電子核心產(chǎn)業(yè)，包括集成電路芯片封裝，采用 SiP、MCP、MCM、CSP、WLP、BGA、FlipChip、TSV 等技術(shù)的集成電路封裝。

2019 年 10 月，國家發(fā)改委在（ 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（（ 2019 年本）》中指明，鼓勵類產(chǎn)業(yè)中包括球柵陣列封裝（（ BGA）、插針網(wǎng)格陣列封裝（（ PGA）、芯片規(guī)模封裝（（ CSP）、多芯片封裝（（ MCM）、柵格陣列封裝（（ LGA）、系統(tǒng)級封裝（（ SiP）、倒裝封裝（（ FC）、晶圓級封裝（WLP）、傳感器封裝（MEMS）等先進(jìn)封裝與測試。

2021 年 6 月，工信部、科技部、財政部、商務(wù)部、國資委、證監(jiān)會聯(lián)合發(fā)布（ 六部門關(guān)于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)的指導(dǎo)意見》，依托優(yōu)質(zhì)企業(yè)組建創(chuàng)新聯(lián)合體或技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，開展協(xié)同創(chuàng)新，加大基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)電子元器件、基礎(chǔ)軟件基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、高端儀器設(shè)備、集成電路、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)、產(chǎn)品、裝備攻關(guān)和示范應(yīng)用。

上述國家政策和行業(yè)政策的推出，對促進(jìn)我國先進(jìn)封裝的科研創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化推廣以及產(chǎn)能提升提供了強(qiáng)有力的政策支持和良好的政策環(huán)境，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營具有持續(xù)的積極影響。

（2）公司研發(fā)經(jīng)驗豐富、產(chǎn)業(yè)化能力深厚，項目具備技術(shù)可行性

公司始終堅持自主研發(fā)為核心的發(fā)展戰(zhàn)略，以技術(shù)發(fā)展為第一驅(qū)動力，保持研發(fā)上的高投入，不斷提升自主研發(fā)和創(chuàng)新能力。公司在高密度細(xì)間距倒裝凸點互聯(lián)芯片封裝技術(shù)、應(yīng)用于 4G/5G 通訊的射頻芯片/模組封裝技術(shù)等多個領(lǐng)域擁有先進(jìn)的核心技術(shù)，相關(guān)核心技術(shù)均系自主開發(fā)，目前均處于量產(chǎn)階段。

截至2024 年 3 月 31 日，公司共擁有 318 項專利，其中發(fā)明專利 124 項、實用新型專利 191 項、外觀設(shè)計專利 3 項，整體技術(shù)水平及產(chǎn)業(yè)化能力處于行業(yè)內(nèi)先進(jìn)水平。

另外，公司在先進(jìn)晶圓級封裝技術(shù)方面已有一定的技術(shù)儲備，包括對先進(jìn)制程晶圓進(jìn)行高密度、細(xì)間距重布線的技術(shù)（（ RedistributionLayer，即 RDL）、晶圓凸塊技術(shù)（（ Bumping）、扇入（（ Fan-in）技術(shù)等。同時，公司還在積極開發(fā)扇出（（ Fan-out）封裝、蝕刻技術(shù)等晶圓級多維異構(gòu)封裝技術(shù)，并已取得了部分發(fā)明專利。

公司具備高效穩(wěn)定的研發(fā)體系，并通過長期自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，培養(yǎng)了一批技術(shù)過硬、行業(yè)經(jīng)驗豐富的研發(fā)人員，取得了較為豐富技術(shù)積累和研發(fā)成功經(jīng)驗。在本項目實施過程中，公司可通過內(nèi)部人員調(diào)配、選拔以及外部招聘滿足研發(fā)項目所需人員，具備開展研發(fā)活動必須的人才儲備和技術(shù)基礎(chǔ)，為本項目的順利實施和穩(wěn)定運(yùn)營提供了技術(shù)保障。

（3）公司研發(fā)團(tuán)隊擁有敏銳的市場洞察力以準(zhǔn)確把握研發(fā)方向，項目具備市場可行性

為貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在未來的市場競爭中保持一定的技術(shù)領(lǐng)先性，公司高度重視技術(shù)研發(fā)。公司擁有完整高效的研發(fā)團(tuán)隊，并重視研發(fā)隊伍的培養(yǎng)和建設(shè)，研發(fā)團(tuán)隊核心人員均具備豐富的集成電路封裝測試行業(yè)技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗，核心團(tuán)隊人員在封測行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗均超過十年，能夠準(zhǔn)確把握產(chǎn)品研發(fā)方向。

同時，公司堅持“（ 客戶需求為導(dǎo)向”及“（ 行業(yè)發(fā)展趨勢為導(dǎo)向”相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新方式。一方面，公司封裝測試服務(wù)屬于定制化服務(wù)，產(chǎn)品、技術(shù)和工藝開發(fā)均要滿足集成電路設(shè)計企業(yè)的實際需求，通過技術(shù)創(chuàng)新幫客戶產(chǎn)品實現(xiàn)更好的性能參數(shù)。

因此，公司日常技術(shù)研發(fā)注重同客戶保持良好溝通，及時獲取客戶發(fā)展動態(tài)和需求信息，以便制定相應(yīng)的研發(fā)項目和計劃。另一方面，公司研發(fā)部門密切跟蹤集成電路封裝測試行業(yè)前沿技術(shù)發(fā)展趨勢，并結(jié)合公司技術(shù)特點和優(yōu)勢，對先進(jìn)封裝領(lǐng)域同公司技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略相一致的前沿技術(shù)進(jìn)行前瞻性布局，促使公司技術(shù)儲備領(lǐng)先于市場拓展和產(chǎn)品線延伸，使公司保持長期高速發(fā)展的潛力。

綜上，公司一直保持對行業(yè)發(fā)展趨勢的敏銳感知，研發(fā)團(tuán)隊能夠準(zhǔn)確把握產(chǎn)品研發(fā)方向，使產(chǎn)品始終匹配市場需求，為本項目的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

（4）我國先進(jìn)封裝市場快速發(fā)展且潛力較大，多維異構(gòu)（（ 即 2.5D/3D）封裝作為先進(jìn)封裝重要組成部分，具有較好的市場空間

隨著晶圓制程逐漸逼近物理極限，摩爾定律發(fā)展速度放緩，眾多芯片廠商從追求“（在一顆晶粒中實現(xiàn)全部功能”逐漸向“（將不同功能晶粒封裝在更小的芯片”

中過渡。先進(jìn)封裝成為提升芯片整體性能、縮短芯片開發(fā)周期、降低芯片開發(fā)成本的重要技術(shù)手段，并具備良好的商業(yè)可實現(xiàn)性。在這一背景下，先進(jìn)封裝市場規(guī)?？焖僭鲩L。

根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Yole 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022 年全球先進(jìn)封裝市場規(guī)模達(dá) 443 億美元，約占整體封測市場的 46.6%，而到 2028 年預(yù)計將增長至 786億美元，占比提升至 54.8%。從 2022 年到 2028 年，全球先進(jìn)封裝市場的復(fù)合年均增長率（CAGR）約為 10%。

近年來，我國先進(jìn)封裝市場快速成長。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2020年至 2023 年我國先進(jìn)封裝市場復(fù)合增長率約為 13.8%，2023 年先進(jìn)封裝市場規(guī)模約為 1,330 億元。但另一方面，截至 2023 年我國先進(jìn)封裝市場占比僅為 39%，與全球先進(jìn)封裝市場占比相比還有較大差距。因此，隨著我國頭部封測企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和國產(chǎn)替代率提升，先進(jìn)封裝市場潛力較大。

先進(jìn)封裝按照技術(shù)特點可主要分為倒裝（Flip Chip）、系統(tǒng)級封裝（SiP）、2.5D/3D 封裝等，根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu) Yole 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，受益于人工智能和大模型應(yīng)用對高算力芯片需求的爆發(fā)，2.5D/3D 封裝將成為先進(jìn)封裝增速最快的領(lǐng)域，其市場規(guī)模預(yù)計從 2022 年的 94 億美元增長至 2028 年的 225 億美元，復(fù)合年均增長率（CAGR）約為 15.66%，具有較好的市場空間。

（5）公司擁有突出的產(chǎn)品品質(zhì)保障能力

公司從成立之初即聚焦集成電路封測業(yè)務(wù)中的先進(jìn)封裝領(lǐng)域，車間潔凈等級、生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)線布局、工藝路線、技術(shù)研發(fā)、業(yè)務(wù)團(tuán)隊、客戶導(dǎo)入均以先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，業(yè)務(wù)起點較高。在此基礎(chǔ)上，公司高度重視產(chǎn)品質(zhì)量管控，設(shè)立了品保處、信息科技處等，并通過質(zhì)量管理系統(tǒng)（（ QMS）對公司生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題進(jìn)行評估和追溯。

公司通過了 ANSI/ESD S20.20-2014、IATF 16949:2016 和ISO9001:2015 等質(zhì)量管理體系認(rèn)證，從制度上建立了較為完善的質(zhì)量控制體系。綜上所述，公司具有突出的產(chǎn)品質(zhì)保障能力，可為新產(chǎn)品的順利量產(chǎn)提供助力。

5、項目涉及報批事項情況

截至本報告出具之日，本項目已取得寧波市經(jīng)濟(jì)和信息化局頒發(fā)的（ 浙江省企業(yè)投資項目備案（賦碼）信息表》，本項目的環(huán)評事項尚未辦理完畢，公司將根據(jù)相關(guān)要求履行相應(yīng)的審批程序。