《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片大局,,能否靠Chiplet“抄近道”,?

2022-09-19
來源:阿爾法工場
關(guān)鍵詞: 芯片 chiplet 消費電子

消費電子景氣周期見頂,,抱緊AMD“大腿”的通富微電,機(jī)會何在?

從2022年開始,除車用芯片外,,A股市場對半導(dǎo)體各板塊統(tǒng)統(tǒng)失去了興趣。

但近期一系列的外圍政策變化,,為國內(nèi)投資市場帶來了新影響,。

8月9日,美國總統(tǒng)拜登簽署《2022年美國芯片與科學(xué)法案》,。16天后,,拜登再次簽署落實該法案快速落實的行政令的法案,這與EDA(電子設(shè)計自動化技術(shù))出口禁令等近期出臺的政策一起,,明確了美國政府對半導(dǎo)體領(lǐng)域“排他性”補(bǔ)助的原則,。

美國希望實現(xiàn)制造業(yè)回流,并使其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與中國脫鉤的意圖,,不言而喻,。

方正證券分析認(rèn)為,這將奠定未來全球半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的基調(diào)——即由供需競爭框架轉(zhuǎn)向國家科技競賽框架,,由全球化大分工轉(zhuǎn)向逆全球化的分久必合,,由自由市場競爭轉(zhuǎn)向國家資本扶持。

相應(yīng)地,,A股半導(dǎo)體國產(chǎn)替代的投資熱潮再次被點燃,。

市場在近期的“大環(huán)境”變化中,開始發(fā)掘另一條“彎道超車”的賽道,。

這個賽道,,就是半導(dǎo)體封測,一個曾在2019年5G周期拉開帷幕時,,在A股實現(xiàn)過“戴維斯雙擊”的行業(yè),。晶方科技(603005.SH)、長電科技(600548.SH),、華天科技(002185.SZ),、通富微電(002156.SZ)因此獲得了“封測四小龍”的美名。

但就在2022年,,市場公認(rèn)消費電子大周期已經(jīng)見頂?shù)那闆r下,,封測板塊再次憑借Chiplet這項“黑科技”大漲。其中,,AMD的封測廠通富微電,,靠Chiplet概念爆炒收獲3連板,股價在底部翻了倍,。

Chiplet中文名為芯粒,,又稱小芯片組。它是一種3D先進(jìn)封裝工藝,,簡單來說,,就是把多塊芯片疊加封裝成一塊芯片。比如,,它能將一類滿足特定功能的die(die是一小塊半導(dǎo)體材料,,在集成電路上制造給定的功能電路),通過die-to-die內(nèi)部互聯(lián)技術(shù),,實現(xiàn)多個模塊芯片與底層基礎(chǔ)芯片封裝,,最終制成一個系統(tǒng)芯片。

當(dāng)芯片摩爾定律接近極限,,封測端的新解決路徑——先進(jìn)封裝,,被放到市場聚光燈下。與晶圓級封測,、系統(tǒng)級封測,、2.5D封裝,、3D封裝同屬于先進(jìn)封裝技術(shù)的Chiplet,自然被視為一條救命稻草,。

與其他先進(jìn)封裝技術(shù)相比,,Chiplet能夠?qū)⒉煌骷鸱植⒓桑耶a(chǎn)品上市周期更短,,成為了資本市場和產(chǎn)業(yè)層面的重點關(guān)注對象,。

爆紅的Chiplet,會不會給封測端帶來預(yù)期外的驚喜,?能否扭轉(zhuǎn)已經(jīng)見頂?shù)南M電子大周期,?

Wind A股半導(dǎo)體指數(shù),曾在2019年漲幅達(dá)到85%,,2020年漲幅更有90%,。在通富微電股價底部翻倍后,再次回調(diào)20%的情況下,,能否重現(xiàn)2019年-2020年的輝煌,?

都是市場打上的一系列問號。

也許從封測的技術(shù)路線,、競爭壁壘,,以及整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的維度,可管中窺豹一二,。

01封測之刃,,沖破摩爾定律枷鎖

一切先要從封測講起。

從產(chǎn)業(yè)鏈和制造工藝的角度來看,,集成電路產(chǎn)業(yè)鏈從上至下可分為上游IC設(shè)計,、中游晶圓制造、下游封裝測試三大環(huán)節(jié),。其中,,封測是集成電路產(chǎn)品制造的后道工序。

隨著芯片工藝的不斷演進(jìn),,硅基材料工藝發(fā)展慢慢趨近于其物理瓶頸,,從此前28nm逐步進(jìn)化到5nm和3nm級,芯片制程工藝已經(jīng)接近了“摩爾定律”的極限,。在已經(jīng)到來的“后摩爾時代”,,能在提高產(chǎn)品功能的同時降低成本的“先進(jìn)封裝”,將是主流發(fā)展方向,。

現(xiàn)階段,,封測行業(yè)正在從傳統(tǒng)封裝(SOT、QFN、BGA等)向先進(jìn)封裝(FC,、FIWLP,、FOWLP、TSV,、SIP等)轉(zhuǎn)型,。

先進(jìn)封裝與傳統(tǒng)封裝的界限,需要以是否焊線來進(jìn)行區(qū)分,。先進(jìn)封裝主要有倒裝芯片(FC)結(jié)構(gòu)的封裝、晶圓級封裝(WLP),、2.5D封裝,、3D封裝等。

先進(jìn)封裝有兩個明顯的技術(shù)提升關(guān)鍵點,。

首先是小型化,。因為3D封裝突破傳了統(tǒng)的平面封裝,通過單個封裝體內(nèi)的多次堆疊,,實現(xiàn)了存儲容量的增加,,從而提高芯片面積與封裝面積的比值。

其次是高集成化,。系統(tǒng)級封裝SiP能將數(shù)字與非數(shù)字功能,、硅基與非硅基材料、CMOS,、光電,、生物芯片等不同的元器件集成在一個封裝內(nèi)。這樣就可以在不依賴制程的基礎(chǔ)上,,進(jìn)一步提高集成度,,最終適配電子產(chǎn)品的精薄化。

所以,,高度集成化的封裝技術(shù)路線,,就成為了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)沖破摩爾定律。中國半導(dǎo)體公司彎道超車的路徑,,也被資本市場寄予厚望,。

02 Chiplet:先進(jìn)封裝的救命稻草?

多功能集成的實現(xiàn)方式中,,Soc是一種主流技術(shù),,但隨著晶體管密度的增加,功耗,、供電,、散熱等方面均面臨著巨大挑戰(zhàn),帶來了很多技術(shù)難點。

與SoC原理相近,,但更加有技術(shù)突破意義及可能性的Chiplet,,就落入了市場關(guān)注的視線中。

可能很多投資者會認(rèn)為,,Chiplet和SoC很相似,。誠然,SoC就是將多個負(fù)責(zé)不同功能的電路模塊通過光刻的形式,,制作到同一片芯片上,,主要集成 CPU、GPU,、DSP等不同功能的計算單元和諸多接口,。

而Chiplet與SoC技術(shù)結(jié)構(gòu)不同。Chiplet將功能豐富且面積較大的芯片die拆分為多個芯粒,,并將這些具有特定功能的芯粒進(jìn)行先進(jìn)封裝,,提升了設(shè)計靈活性。

早在2020年底,,Chiplet就開始被產(chǎn)業(yè)層面關(guān)注,,但之所以在8月份才在A股迎來“高光”,主要是因為8月9日美國正式簽署的《芯片和科學(xué)法案》,,明確規(guī)定未來將為美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供527億美元補(bǔ)貼,,同時限制相關(guān)企業(yè)10年內(nèi)不得在中國增產(chǎn)28nm以下級別先進(jìn)制程芯片。

這則消息,,A股市場激情響應(yīng),。在尋求國產(chǎn)技術(shù)突破背景下,在“先進(jìn)封裝工藝能夠?qū)崿F(xiàn)芯片性能的快速提升”期待之下,,Chiplet迎來了短暫爆發(fā),。

先進(jìn)封裝技術(shù)能夠突破摩爾定律,但歸根結(jié)底,,封測廠最終能否實現(xiàn)大幅度業(yè)績飛躍,,最終依靠的還是兩點:一是抱住誰的大腿,二是消費電子大周期,。

03 大腿擇粗而抱,,AMD成就通富微電

作為產(chǎn)業(yè)鏈下游的封測環(huán)節(jié),近些年也出現(xiàn)了被上游廠商搶生意的現(xiàn)象,。

在這種趨勢之下的封測企業(yè),,要么做特色封測工藝,要么就抱住某個大客戶的大腿,,專門給它做封測業(yè)務(wù),。說白了,“給誰做”封測,決定了封測廠能掙多少錢,。

而封測廠若想抱緊大腿,,除了工藝之外,“就近原則”也非常重要——即選擇一個有利于參與芯片設(shè)計環(huán)節(jié),,了解客戶需求,、提高市場適應(yīng)能力并縮短產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)周期的生產(chǎn)基地,以靠近上游客戶為主要原則,。

作為中國內(nèi)地半導(dǎo)體封測的領(lǐng)軍企業(yè)之一,,通富微電一直是A股市場耳熟能詳?shù)拇嬖凇_@家企業(yè)在技術(shù),、產(chǎn)品能力,、客戶結(jié)構(gòu)上,自然也符合上述原則,。接下來,我們嘗試分析通富微電的競爭力,,以便挖掘它的發(fā)展脈絡(luò)和競爭優(yōu)勢,。

通富微電成立于1997年,總部位于江蘇南通,。目前,,通富微電在技術(shù)上已經(jīng)實現(xiàn)了WLCSP(晶圓片級芯片規(guī)模封裝)、FC(倒裝芯片),、SiP(系統(tǒng)級封測),、高可靠汽車電子封裝技術(shù)、BGA基板設(shè)計及封裝技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,,目前是國內(nèi)擁有封裝技術(shù)最多的企業(yè)之一,。

產(chǎn)品能力方面,通富微電具有FCBGA(硬質(zhì)多層基板),、FCPGA(倒裝芯片針腳柵格陣列),、FCGLA等高端封裝技術(shù)和大規(guī)模量產(chǎn)平臺,技術(shù)和產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于高端處理器芯片(CPU,、GPU),、存儲器、物聯(lián)網(wǎng),、功率模塊,、汽車電子等領(lǐng)域。

可以說,,有了這些技術(shù)能力和產(chǎn)品加持,,通富微電在產(chǎn)業(yè)層面和資本市場得到了認(rèn)可。但除了技術(shù)和產(chǎn)品之外,公司“領(lǐng)頭人”和商業(yè)模式,,才是一家企業(yè)能否真正在行業(yè)內(nèi)站穩(wěn)腳跟的核心因素,。

作為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的半導(dǎo)體領(lǐng)軍人物,通富微電的董事長石明達(dá)在企業(yè)發(fā)展中起到了方向性作用,。他對于生產(chǎn)端和技術(shù)端的了解,,成了日后通富微電發(fā)展的基石。

石明達(dá)1968年畢業(yè)后,,進(jìn)入南通晶體管廠,,從生產(chǎn)線技術(shù)員做起。1974年,,他麾下的團(tuán)隊成功研制16位移位寄存器,,帶領(lǐng)南通晶體管廠進(jìn)入了第一個輝煌期。之后,,石明達(dá)于1990年擔(dān)任廠長,,力推集成電路,并積極推動南通晶體管廠與1994年日本富士通合作,。

1996年,,南通晶體管廠在改制成立南通華達(dá)微電子有限公司,從1997年與日本富士通合資,,成立了南通富士通微電子有限公司(通富微電前身),,再到2016年正式綁定AMD,石明達(dá)一直在把握著通富微電的發(fā)展規(guī)劃,。

從南通晶體管廠到華達(dá)微電子,,從南通富士通到通富微電,盡管公司名字屢次更換,,但石明達(dá)認(rèn)為,,一直保持不變的,是他和身邊同事對于半導(dǎo)體事業(yè)的堅守,。

在商業(yè)模式層面,,通富微電通過收購AMD位于蘇州和馬來西亞封測基地,成為AMD超威半導(dǎo)體核心封測廠,。

AMD的封裝訂單主要由臺積電,、通富微電、矽品三家企業(yè)承接,,三家各有分工,。其中,由于服務(wù)器CPU采用CoWos封裝工藝,,直接由臺積電在前端晶圓制造環(huán)節(jié)后直接完成,。AMD的桌面版,、移動版CPU及GPU的封裝,以FCBGA,、FCPGA等形式為主,,由通富微電承接。

目前,,AMD有90%以上國產(chǎn)CPU芯片由通富微電封測,,因此,其業(yè)績彈性來自AMD高性能處理器的銷量增長,。

之所以AMD選擇通富微電而不是其他大陸封測廠,,最重要的原因就是,通富微電是國內(nèi)唯一一家掌握高端CPU封測技術(shù)的企業(yè),。上文所列舉的通富微電封測技術(shù),,也都滿足AMD的封裝需求。

根據(jù)通富微電和AMD的協(xié)議,,由于蘇州廠和檳城廠兩個工廠均實行由AMD持股15%,、通富持股85%的“合資+合作”模式,因而,,AMD CPU及GPU近80-90%的訂單都交由通富微電進(jìn)行生產(chǎn),。

提到AMD帶領(lǐng)通富微電走上高光時刻的發(fā)展路徑,就不得不提AMD反超英特爾的一系列產(chǎn)品,。

時間回到2015年6月,。當(dāng)時,,AMD發(fā)布了事關(guān)未來發(fā)展的重磅戰(zhàn)略規(guī)劃,,最重要的,就是將原有的高性能計算和圖形技術(shù),,專注于游戲,、數(shù)據(jù)中心和沉浸式平臺,這三大增長市場,。

如今回看這三大重磅業(yè)務(wù)決策,,都不偏不倚地?fù)糁辛讼M級芯片的主要陣地——游戲硬件、AI,,以及AR/VR,。此前已經(jīng)連續(xù)6個季度凈虧損的AMD,在資金層面的矛盾,,于2016年集中爆發(fā),。也就是在這個時候,通富微電迎來了發(fā)展良機(jī),。

2016年,,AMD研發(fā)完成了全新的Zen架構(gòu)處理器,,并將此架構(gòu)授權(quán)給中國企業(yè)天津海光,獲得了高達(dá)2.93億美元的授權(quán)費,,也為日后這個64位x86處理器技術(shù)進(jìn)入中國埋下伏筆,。同時,AMD與通富微電合資成立了一家封裝公司,,并將85%的股權(quán)交由通富微電,,同時從通富微電手中換來了3.71億美元的現(xiàn)金。

能拿到這筆資金,,也是AMD選擇通富微電的重要原因之一,。因為,當(dāng)時并不是所有國內(nèi)封測廠都能接受AMD的合作模式,。

在此基礎(chǔ)上,,AMD在2017年拿出了基于Zen架構(gòu)的銳龍?zhí)幚砥鳎瑸槿蛲婕規(guī)砹伺c英特爾同價位,、但性能更強(qiáng)悍的CPU,;并在隨后幾年中,陸續(xù)發(fā)布當(dāng)時市面上性價比最高的數(shù)據(jù)中心處理器,、GPU等產(chǎn)品,。

AMD成為了臺積電3nm產(chǎn)能的最大客戶,即便在消費電子大周期見頂?shù)那疤嵯?,依然保持相對較高的市場份額和業(yè)績增速,。

受益于AMD的產(chǎn)品有效迭代和大量出貨,并借助2019年開始的A股半導(dǎo)體浪潮,,通富微電也順理成章地實現(xiàn)了股價大幅度上漲,。

值得一提的是,通富微電此前在投資者互動平臺上表示,,AMD游戲機(jī)處理器芯片有70%-80%在公司封測,,并且協(xié)議已經(jīng)續(xù)簽至2026年。

作為AMD的封測廠,,通富微電因其擁有的先進(jìn)封裝技術(shù),,始終抱緊大腿,享受著AMD帶來的滋養(yǎng),。通富微電的投資者調(diào)研顯示,,公司的產(chǎn)能利用率依然維持在90%以上。換句話說,,我們也可以通過公司現(xiàn)有產(chǎn)能,,算出2022年、2023年不低于20%的凈利潤增速,。

通富微電盈利預(yù)測,,來源:Wind金融終端

但A股作為預(yù)期主導(dǎo)的市場,,業(yè)績只能作為“事后”的景氣度驗證。就像2018年底的半導(dǎo)體板塊,,其時已經(jīng)先于產(chǎn)業(yè)層面率先大漲,。當(dāng)消費電子周期見頂之后,通富微電因為業(yè)績增速下滑而出現(xiàn)股價回調(diào),,也不足為奇,。

通富微電P/E Band,來源:Wind金融終端

但在下行周期當(dāng)中,,卻也會出現(xiàn)短期催化因素,,比如爆紅的Chiplet技術(shù)。

通富微電的大客戶AMD,,在2021年初就有了相關(guān)產(chǎn)品,。通富微電在調(diào)研時表示,公司已大規(guī)模封測Chiplet產(chǎn)品,;同時公司在WLP,、SiP、2.5D,、3D堆疊等方面均有布局和儲備,。因此,在8月初半導(dǎo)體板塊反彈中,,除了EDA設(shè)計軟件公司之外,,通富微電成為漲幅最高的公司。

但整個消費電子大周期見頂已經(jīng)是不爭的事實,,即便是AMD,,也向臺積電發(fā)出了砍單要求。

A股的股價炒作,,往往會跑在實體經(jīng)濟(jì)之前,。通富微電的大機(jī)會,,或許還需要等待下一輪產(chǎn)業(yè)周期見底的時候,。

但,如果短期A股市場再次針對Chiplet主題予以關(guān)注,,我們有理由相信,,它不會忘記通富微電的名字。

而投資者普遍關(guān)心的“大環(huán)境”問題,,會怎樣影響通富微電呢,?

9月12日,美國政府鼓勵本土生物制藥企業(yè)的行政令出臺,,更進(jìn)一步展露美國希望制造業(yè)回流的意愿,。

《2022年芯片與科學(xué)法案》使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從2018年-2022年期間,,由中美+中間體局部外循環(huán)的競爭體制,轉(zhuǎn)向未來的中,、美兩大陣營的內(nèi)循環(huán)主導(dǎo)模式,。

但大趨勢之下,未必沒有短期機(jī)會,。

首先,,僅英特爾一家公司希望申請的政府補(bǔ)貼,就占到了全部527億美元中的五分之一,;其次,,美國若想實現(xiàn)晶圓制造環(huán)節(jié)的全部回流,就算不考慮用地,、人工成本,,每條晶圓廠產(chǎn)線動輒16個月以上的擴(kuò)產(chǎn)時間,也將導(dǎo)致這項法案落地進(jìn)度變得很慢,。

若晶圓制造回流美國本土尚需時日,,中國封測企業(yè)則仍有相當(dāng)一段時間的緩沖,外加與AMD續(xù)簽至2026年的協(xié)議,,通富微電也還能享受幾年“紅利期”,。

故而,短期內(nèi),,市場對國產(chǎn)替代和外圍打壓之間的情緒博弈,,不僅是對通富微電,也會是整個半導(dǎo)體板塊的交易波動來源,。(作者:未靖之程)



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