日前,，科技創(chuàng)新情報(bào)SaaS服務(wù)商智慧芽(PatSnap)挑選了中國大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)為研究對(duì)象，從專利維度對(duì)10家企業(yè)的創(chuàng)新能力,、企業(yè)全球化布局,、被同行關(guān)注度,、半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)鏈完整度等信息進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

　　與此同時(shí),，第十九屆中國半導(dǎo)體封裝測(cè)試技術(shù)與市場(chǎng)年會(huì)(CSPT 2021)也剛剛在江陰落下帷幕,，中國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)封裝分會(huì)當(dāng)值理事長，長電科技董事兼首席執(zhí)行長鄭力發(fā)布了《中國半導(dǎo)體封測(cè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與展望報(bào)告》,。

　　我們引用并綜合了兩份報(bào)告中的核心內(nèi)容,，希望能夠借此比較完整的勾勒出中國大陸封測(cè)產(chǎn)業(yè)的全貌，有助于讀者加深對(duì)中國封測(cè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的認(rèn)知與理解,。

　　TOP10企業(yè)專利排行榜解讀

　　一,、龍頭企業(yè)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)明顯

　　從截止2022年1月14日公開的專利數(shù)據(jù)來看，專利申請(qǐng)量超過1000件的企業(yè)共有4家,。專利申請(qǐng)量最高的企業(yè)為長電科技,，以4660件專利申請(qǐng)位居首位，為封測(cè)領(lǐng)域中國大陸創(chuàng)新龍頭,；第二名為天水華天科技,，申請(qǐng)量為1062件；華潤微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和通富微電子分列第三和第四位,，蘇州晶方半導(dǎo)體以513件的專利申請(qǐng)量,，位于榜單中間位置。

　　圖1：中國大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)專利量排行榜

　　整體看來,，除個(gè)別年份之外,，長電科技專利年申請(qǐng)量均居于首位，尤其在早期,，其專利申請(qǐng)量具有明顯的優(yōu)勢(shì),。2014年之后，天水華天科技,、華潤微電子封裝測(cè)試事業(yè)群,、通富微電子和蘇州晶方半導(dǎo)體逐漸縮小了與龍頭企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力差距。

　　圖2：中國大陸封測(cè)領(lǐng)域頭部企業(yè)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

　　圖3,、圖4從數(shù)量和維持年限長短兩個(gè)維度分析了企業(yè)的有效專利情況,。從數(shù)量來看，大部分申請(qǐng)人的有效專利超過總量一半,，其中,，長電科技有效專利數(shù)量最高，超過3000件,；通富微電子有效專利數(shù)量排名第二,；華潤微電子封裝測(cè)試事業(yè)群、天水華天科技有效專利數(shù)量分別位居第三和第四位。

　　圖3：中國大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)有效專利統(tǒng)計(jì)

　　大部分企業(yè)有效專利維持年限主要集中在5-10年之間,。其中,，長電科技、通富微電子,、天水華天科技,、華潤微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和蘇州晶方半導(dǎo)體維持年限在大于10年和5-10年間的專利占比突出；氣派科技和甬矽電子有效專利維持年限在1-3年的較為突出,，表明其專利技術(shù)相對(duì)較新,。

　　圖4：中國大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)有效專利維持年限分布

　　二、 頭部企業(yè)重視拓展中國大陸以外市場(chǎng)

　　專利不同區(qū)域申請(qǐng)情況可以側(cè)面反映企業(yè)全球化市場(chǎng)布局情況,。長電科技在大陸以外布局專利最多,，范圍也最廣泛，布局區(qū)域依次包括：美國,、新加坡、中國臺(tái)灣,、韓國,、日本、德國和歐洲,；蘇州晶方半導(dǎo)體其次,，比較關(guān)注在美國、中國臺(tái)灣以及韓國的專利保護(hù),；天水華天科技,、通富微電子、氣派科技,、華潤微電子封裝測(cè)試事業(yè)群分列3-6位,。甬矽電子、欣中封測(cè),、太極半導(dǎo)體和沛頓科技在大陸以外專利布局相對(duì)較少,。

　　圖5：中國大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)中國大陸以外專利布局統(tǒng)計(jì)

　　三、頭部企業(yè)被同行關(guān)注度高

　　專利被引次數(shù)分析,，通常用于反映企業(yè)被同行關(guān)注度,。長電科技、天水華天科技,、通富微電子,、華潤微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和蘇州晶方半導(dǎo)體有部分專利被引頻次在10次以上，說明這些企業(yè)被同行關(guān)注度較高,。長電科技還有部分專利被高頻引用(被引頻次在30次以上),，進(jìn)一步表明其被同行關(guān)注度最高。

　　圖6：中國大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)專利被引頻次分析

　　四、頭部企業(yè)技術(shù)完整度較高

　　10家企業(yè)中,，長電科技專利布局涵蓋所有封測(cè)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù),，在封裝引線框架、制造或處理半導(dǎo)體,、按配置特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)分封裝等分支(H01L23/495,、H01L21/00、H01L23/31)上具備優(yōu)勢(shì),；天水華天科技和通富微電子關(guān)鍵技術(shù)鏈完整度基本并列第二位,，其中通富微電子稍側(cè)重在引線或其他導(dǎo)電構(gòu)件的連接和器件密封(H01L21/60、H01L21/56)方向的專利布局,，而天水華天科技側(cè)重封裝引線框架(H01L23/495)方向,。

　　蘇州晶方半導(dǎo)體次于上述三者排名第三，其專利布局重點(diǎn)在于圖像結(jié)構(gòu)(H01L27/146),；華潤微電子封裝測(cè)試事業(yè)群和氣派科技關(guān)鍵技術(shù)鏈完整度分別排名第四,、第五位，兩者專利和技術(shù)儲(chǔ)備均以封裝引線框架(H01L23/495)為主,；甬矽電子則以按配置特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分封裝(H01L23/31)為其主要研發(fā)方向,。

　　除上述封測(cè)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)類別，其它技術(shù),，如微觀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(B81B7/00),、類似線狀的焊接或黏結(jié)結(jié)構(gòu)(H01L23/49)、冷卻裝置,、加熱裝置,、通風(fēng)裝置或溫度補(bǔ)償裝置(H01L23/34)、在器件內(nèi)部從一個(gè)組件向另一個(gè)組件通電的裝置(H01L23/52),、支承或夾緊結(jié)構(gòu)(H01L21/683)等技術(shù)類別也得到了關(guān)注,。

　　圖7：中國大陸半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域TOP10企業(yè)封測(cè)技術(shù)鏈完整度分析

　　先進(jìn)封裝成為全球封裝市場(chǎng)主要增量

　　“先進(jìn)封裝，或者說芯片成品制造,，可能成為后摩爾時(shí)代的重要顛覆性技術(shù)之一,，特別是后道成本制造在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位愈發(fā)重要，有望成為集成電路產(chǎn)業(yè)新的制高點(diǎn),?！编嵙υ诎l(fā)表主題演講時(shí)如是說。

　　近年來,，隨著智能手機(jī),、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能,、汽車電子等新興領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)的快速發(fā)展,，帶動(dòng)了全球封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)的持續(xù)增長。Yole數(shù)據(jù)顯示，2020年全球封裝市場(chǎng)規(guī)模微漲0.3%,，達(dá)到677億美元,。該機(jī)構(gòu)同時(shí)也在《Status of the Advanced Packaging Industry 2021》中預(yù)測(cè)，2021年先進(jìn)封裝的市場(chǎng)規(guī)模約為350億美元,，先進(jìn)封裝占全部封裝的比例約為45%,。按此推算，2021年全球封裝市場(chǎng)規(guī)模約上漲14.8%,，約達(dá)777億美元,。

　　全球封裝市場(chǎng)規(guī)模(2014-2021) 資料來源：Yole

　　未來，全球半導(dǎo)體封裝測(cè)試市場(chǎng)將在傳統(tǒng)工藝保持較大比重的同時(shí),，繼續(xù)向著小型化,、集成化、低功耗方向發(fā)展,，在新興市場(chǎng)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)下,，附加值更高的先進(jìn)封裝將得到越來越多的應(yīng)用，封裝測(cè)試市場(chǎng)有望持續(xù)增加,。

　　Yole預(yù)測(cè),，2021年先進(jìn)封裝的全球市場(chǎng)規(guī)模約350億美元，到2025年將增長至420億美元,，先進(jìn)封裝在全部封裝的占比將從2021年的45%增長到2025年的49.4%。2019-2025年,，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)的CAGR約為8%,，相比同期整體封裝市場(chǎng)(CAGR=5%)和傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)，先進(jìn)封裝市場(chǎng)的增長更為顯著,，將成為全球封裝市場(chǎng)的主要增量,。

　　全球半導(dǎo)體封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(2016-2025年) 資料來源：Yole

　　鄭力表示，相比較于芯片制造和芯片封測(cè)產(chǎn)業(yè),，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)此前更注重芯片設(shè)計(jì)行業(yè),，這一現(xiàn)象目前正在逐步扭轉(zhuǎn)。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,，2021年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為10458.3億元,。其中，設(shè)計(jì)業(yè)銷售額為4519億元,，制造業(yè)銷售額為3176.3億元,，封測(cè)業(yè)銷售額2763億元，占比為43.2%:30.4%:26.4%,。依據(jù)世界集成電路產(chǎn)業(yè)三業(yè)結(jié)構(gòu)合理占比(設(shè)計(jì)：晶圓：封測(cè))的3:4:3,，中國集成電路的封裝測(cè)試業(yè)的比例尚處于IC制造業(yè)比較理想的位置。

　　2020年-2021年，受益于全國新冠肺炎疫情控制較好,，各行業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)較早,，遠(yuǎn)程辦公、在線教育,、家庭娛樂等需求的規(guī)?；d起，智能駕駛,、醫(yī)療,、數(shù)據(jù)中心、5G及l(fā)oT的快速滲透深化,，中國封測(cè)產(chǎn)業(yè)再次實(shí)現(xiàn)了快速增長,。中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年中國封測(cè)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到2509.5億元,，同比增長6.8%,，2021年中國封測(cè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模為2763億元，同比增長10.1%,。

　　從分布區(qū)域來看,，目前國內(nèi)封裝測(cè)試業(yè)分布區(qū)域主要集中于長江三角洲地區(qū)。江蘇,、上海,、浙江三地2020年封測(cè)業(yè)銷售額合計(jì)達(dá)到1838.3億元，占到2020年我國封測(cè)業(yè)銷售額的73.3%,。根據(jù)江蘇省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),，截至2020年底，中國半導(dǎo)體封測(cè)企業(yè)有492家,，其中2020年新進(jìn)入半導(dǎo)體封測(cè)(含投產(chǎn)/在建/簽約)的企業(yè)共71家,。江蘇封測(cè)企業(yè)數(shù)量最多，共有128家,，其次是廣東97家,、山東48家、安徽40家,、上海38家,、浙江34家。截至目前,，2021年數(shù)據(jù)尚未發(fā)布,，但全國封測(cè)產(chǎn)業(yè)整體分布態(tài)勢(shì)保持不變。

　　鄭力將中國封測(cè)產(chǎn)業(yè)面臨的發(fā)展機(jī)遇分為政策,、市場(chǎng)和技術(shù)三部分,。在政策機(jī)遇方面,，從2016年到2020年，相關(guān)部門都在發(fā)布新的集成電路產(chǎn)業(yè)政策,，面向封測(cè)和相關(guān)的裝備,、材料業(yè)政策也非常之多，對(duì)于封測(cè)產(chǎn)業(yè)有了非常大力度的支持,。

　　在市場(chǎng)機(jī)遇方面,，2021年中國集成電路進(jìn)口量為6354.8億塊，同比增長16.9%,，2013-2021年GAGR為11.3%,；2021年中國集成電路進(jìn)口用金額為4325.5億美元，同比增長23.6%,，2013-2021年GAGR為9.4%,。這反映出國內(nèi)市場(chǎng)自我供給不足的狀況還是沒有根本改變，國內(nèi)市場(chǎng)所需的高端集成電路產(chǎn)品,，如通用處理器,、存儲(chǔ)器等關(guān)鍵核心產(chǎn)品仍然依賴進(jìn)口，再加之貿(mào)易摩擦的風(fēng)險(xiǎn)和國外禁運(yùn),，因此,，中國封裝產(chǎn)業(yè)的本土化發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

　　在技術(shù)機(jī)遇方面，由于摩爾定律發(fā)展至今已遇到瓶頸,，芯片特征尺寸已接近物理極限,，先進(jìn)封裝技術(shù)成為延續(xù)摩爾定律的重要途徑，封測(cè)企業(yè)迎來良機(jī),。未來,，“顛覆性”技術(shù)創(chuàng)新將成為驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體技術(shù)向前發(fā)展的關(guān)鍵，先進(jìn)封測(cè)技術(shù)成為行業(yè)的熱點(diǎn),，未來的10-20年,，異構(gòu)集成技術(shù)賽道將換擋提速,。

　　當(dāng)然,，在中國封測(cè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展中，同樣也存在著許多挑戰(zhàn),，以下六方面被重點(diǎn)提及,，分別是：

　　●關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口，設(shè)備交付周期長,，影響擴(kuò)充產(chǎn)能,。

　　●客戶會(huì)指定主要原材料，造成主材料更換比較困難,，而高端的產(chǎn)品封裝都被海外壟斷,。

　　●產(chǎn)品開發(fā)需要客戶來進(jìn)行驗(yàn)證,，但驗(yàn)證周期長。

　　●部分原材料國產(chǎn)純度無法滿足（如高精度銅合金帶）,，但進(jìn)口材料周期長,、甚至有不被接單的風(fēng)險(xiǎn)。

　　●材料成本上升,，不利于企業(yè)進(jìn)一步做大做強(qiáng),。

　　●研發(fā)、工藝人才缺口大,。

　　為此,，鄭力提出四點(diǎn)建議：更加關(guān)注芯片成品制造環(huán)節(jié)、支持產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新,、加大扶持封測(cè)企業(yè),、以及關(guān)注人才的吸引和培養(yǎng)，以更好地推動(dòng)中國半導(dǎo)體封測(cè)產(chǎn)業(yè)的整體進(jìn)步,。

　　未來高算力芯片發(fā)展三路徑

　　中國工程院院士,、浙江大學(xué)微納電子學(xué)院院長吳漢明在演講中指出，后摩爾時(shí)代的到來,，導(dǎo)致前端制造面臨三個(gè)級(jí)別的挑戰(zhàn)：以精密圖形為代表的基礎(chǔ)挑戰(zhàn),、以新材料為代表的核心挑戰(zhàn)和以良率提升為代表的終極挑戰(zhàn)。

　　吳漢明指出,，摩爾定律發(fā)展已經(jīng)開始放緩,，晶體管密度不能按照以往兩年增加一倍的節(jié)奏發(fā)展。從制造成本上來看,，28納米成為了“分水嶺”,，28nm以前的工藝制造成本下降速度較快，但28nm之后制造成本下降趨緩,；性能方面,，2002年以前每年可以提升52%，到2014年,，每年提升降為12%,，而到了2018年，性能每年僅能提升3.5%,，所以與成本類似,，性能提升也呈趨緩態(tài)勢(shì)。

　　為此,，他提出了三條可以突破高算力發(fā)展瓶頸的創(chuàng)新途徑：三維異質(zhì)集成晶圓級(jí)集成,、存算一體范式、可重構(gòu)計(jì)算架構(gòu),。如下圖所示,，采用28納米工藝的全球最大容量存算一體芯片,，單芯片算力達(dá)到了300-500TOPS；采用40納米工藝,，可實(shí)現(xiàn)能效全球領(lǐng)先的混合粒度可重構(gòu)芯片,。據(jù)此，吳漢明建議,，我們可以考慮在1-2年內(nèi),，將存算一體芯片和可重構(gòu)計(jì)算芯片利用三維集成技術(shù)集成在同一基底上，隨后在3-4年內(nèi),，再通過晶圓級(jí)集成在晶圓硅片上,。

　　作為教育界代表，在談到集成電路產(chǎn)教融合話題時(shí),，吳漢明將三維器件(FinFET),、高介電常數(shù)和金屬柵(HKMG)、應(yīng)變硅(Strained Si)和源漏提升(Raised S/D)列為本世紀(jì)集成電路器件的四大產(chǎn)教融合成果轉(zhuǎn)化,，并同時(shí)指出,，我國目前真正通過產(chǎn)教融合轉(zhuǎn)化出來的還很少，核心問題在于國內(nèi)缺少能夠使交叉學(xué)科可以開花結(jié)果,，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的Pilot-line(先導(dǎo)線),。

　　而芯片制造技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，一是轉(zhuǎn)讓,，將技術(shù)成熟,、可以在生產(chǎn)上直接應(yīng)用的成果，在其使用范圍內(nèi)加以應(yīng)用和推廣,，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,；二是轉(zhuǎn)化，將實(shí)驗(yàn)室取得的初試成果進(jìn)行研究開發(fā)和中間試驗(yàn),，使之變成生產(chǎn)上可以直接采用的成熟技術(shù),，實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)。就芯片制造成果轉(zhuǎn)化而言,，核心是演示生產(chǎn)可行性,，也就是中試環(huán)節(jié)驗(yàn)證，也可以認(rèn)為：缺少中試的技術(shù)轉(zhuǎn)化難以生產(chǎn)化,。

　　結(jié)語

　　中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)理事長,、清華大學(xué)教授魏少軍指出,，雖然封測(cè)業(yè)看似仍以加工為主要特點(diǎn),，而且一度被認(rèn)為技術(shù)含量不高，但未來,，以三維混合鍵合技術(shù)為代表的微納系統(tǒng)集成有可能改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)格局,，前道后道工序相結(jié)合,，甚至在前道工藝當(dāng)中嵌入后道，后道當(dāng)中集成前道,，將成為一種大的趨勢(shì),，這給封測(cè)業(yè)、設(shè)計(jì)業(yè),、制造業(yè)提出了全新的挑戰(zhàn),。所以，真正的未來可能是在封測(cè)業(yè),，封測(cè)業(yè)本身的技術(shù)進(jìn)步至關(guān)重要,，對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)具有非常重要的引領(lǐng)作用。

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