k8凯发官网入口突破摩尔定律?十张图带你看2021年集成电路封测行业市场现状与发展前景 高端封装发展带动产业正向循环
时间:2024-08-03 10:53:57半导体行业最重要的定律就是摩尔定律★☆,指集成电路上可容纳的晶体管数目★▼◁•=●,约每两年便会增加一倍□★★•,性能也将提升一倍▷•◇☆•。但一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时◇▷■▽■,相当于只有几个分子的大小=-☆•◆=,这种情况下材料的物理△◆▲-•▲、化学性能将发生质的变化○…▪■◁,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作•●▽,摩尔定律也就面临◆▽△“失效●◆••▽”◁▪=。
而能够将这么多的处理核心和运算单元打包成一个单芯片▲-▽▼,且整体体积仅有12 x 12mm▽•■,所仰赖的就是Foveros3D封装技术◁◆●▷。
集成电路按照产业链可分为-□:设计==•…◁、制造▲●▪◇▲、封装▼▪□○○□、应用四个部分k8凯发官网入口▪☆◆•。其中芯片设计亦可称为超大规模集成电路(VLSI)设计-■▪=▽…,其流程涉及对电子器件(例如晶体管●■▽□△◁、电阻器☆●◆-•、电容器等)▼●…◁、器件间互连线模型的建立◆■■;芯片制造工艺包括光刻▷●△□▼★、刻蚀k8凯发官网入口◆▼、氧化沉积◆○、注入★○•△、扩散和平坦化等过程☆◇。
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CES2019展会上☆…=,Intel正式公布了Foveros3D立体封装技术△-,其首款产品代号Lakefield◁☆□◇=。Lakefield使用10nm制程▽=▲□●,同时也将是是英特尔首款使用3D封装技术的异质整合处理器◆◁△。根据英特尔发布的资料▼…○-,Lakefield处理器●☆▪△★,不仅在单一芯片中使用了一个10nm FinFET制程的Sunny Cove架构主核心○=,另外还配置了4个也以10nm FinFET制程生产的Tremont架构的小核心▲☆▷。此外★-,还内建LP-DDR4内存控制器…△、L2/L3Cache●▲▪-,以及全新架构GPU▷▽。
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封装是集成电路制造的后道工艺◇☆◆,集成电路封装是把通过测试的晶圆进一步加工得到独立芯片的过程●☆…★▼,目的是为芯片的触点加上可与外界电路连接的功能☆■◁,如加上引脚▽◁☆●●☆,使之可以与外部电路如PCB板连接▼●☆☆▽。同时•☆○,封装能够为芯片加上一个●★▪▲“保护壳△★…”•●▽■•▷,防止芯片受到物理或化学损坏•▪。在封装环节结束后的测试环节会针对芯片进行电气功能的确认•★△▲。在集成电路的生产过程中封装与测试多处在同一个环节▼◁•▽△,即封装测试过程□★◆●★。
从实际经营的角度分析▪▼▽▽,集成电路产业链是以电路设计为主导•△●-△-,由电路设计公司设计出集成电路▪…•□▪▽,然后委托芯片制造厂生产晶圆▪★▪=◁○,再委托封装厂进行集成电路封装及测试★▷,然后销售给电子整机产品生产企业▼▪▷▽△◇。
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从目前全球封装测试产业的分布来看▲◇,主要集中在亚太地区=◇◆,并且近年来Top3厂商市场占有率超过了50%□○,行业集中度很高◆◇☆▪□。根据Chip Insight初步估算◇◁▷-◇,2020年全球半导体封测市场规模为2136•=▷▽.69亿人民币■■■-,行业前十强占83◇☆□.98%◇☆,达到1794▷▪-▷▲.38亿人民币-…•。中国IC封装市场起步晚◆•★•-▪,但增速快■○▼,行业规模近年来占全球比例也在不断上升◁…▷=▪◇。
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以上数据参考前瞻产业研究院《中国集成电路封装行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》▼◆-,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据◇■◁□★★、产业研究●▷○•、产业链咨询★…、产业图谱●▷△●、产业规划□★□●●、园区规划▽◆★◁、产业招商引资▲◆■-▪、IPO募投可研★…▼…▼▽、招股说明书撰写等解决方案△■•◆☆。
近年来◁▪,随着计算机行业的逐渐成熟=▽★▼●,我国电子计算机产业维持稳中有升的态势=▽-△…-,电子计算机整机累计产量○□、微型电子计算机累计产量均同比出现不同程度增长□▽=▷□★。相对于2016年的低谷■▲-▷◆,当前计算机行业正处在上升阶段▽▽▽•▽,预计与换新周期及经济缓慢复苏有关☆☆▼。据国家统计局统计☆★■▲◁▷,2020年我国电子计算机整机产量为4▷◆-◇▪▲.05亿•◇,较2019年同比上升13◆▪.64%□★•◇▼◆;2021年上半年▼…-▲,电子计算机整机产量为2--.30亿台•▪,同比增长40▼◁▷▼.6%…☆。
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摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登摩尔(Gordon Moore)经过长期观察总结的经验-◆○▲。摩尔定律的内容为◇•:集成电路上可容纳的晶体管数目▽-◇•○,约每隔18个月便会增加一倍▲-○▽▲…,性能也将提升一倍★•●•;或者说■◇,当价格不变时▪-,每一美元所能买到的电脑性能★▼★,将每隔18个月翻两倍以上◇▷▼◁▽▽。这一定律揭示了信息技术进步的速度•△。
根据Gartner公布的数据显示•■■,2020年受新冠疫情影响▪▪•▪,全球整体IT支出规模达36949亿美元••◇▪,同比小幅下降1•★●….65%--;随2021年疫情好转以及疫情期间相关在线服务需求的发掘●◇◇,全球整体IT支出规模将全面复苏▷••,预计达到3□◆.9万亿美元▪▷■•◇,同比增长6…•▼.2%□=▲■。
而在集成电路制造行业◁▼△,由于产业逐渐走向成熟•☆▷■,需求趋于稳定▷-▲,且我国集成电路行业正在朝着更核心的集成电路设计方向发展…▽,集成电路制造行业增长率有所下降▷▪。2020年我国集成电路制造行业市场规模为2560亿元…◆…◇,较2019年同比增长19=★-■▼.11%▷▲●☆。集成电路设计=◆◆▪、制造规模的快速增长=▪…◆△•,必将推动封测产业发展☆★○▷▪。
典型的集成电路封测工艺流程为▪…◇◁-◇:来料检查-磨片减薄-划片-粘片-压焊-塑封-切筋成型-打印测试-包装-品质检验…☆◆△,具体如图所示▲★。
集成电路▲=,简称IC就是把一定数量的常用电子元件★…○◇◆▷,如电阻-●•、电容☆◁▪、晶体管等□•-○•▼,以及这些元件之间的连线▽●◇▷,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路●☆▽▷▲◁,集成电路产业是现代信息技术的基石□▼▪。
从细分领域来看■▷◁☆▽,历年来全球IT支出最多的领域为通讯服务◇▲▷■,其次为IT服务□•☆,设备和企业软件支出相对较少•▲,数据中心系统的支出最少•◇-□△-。2020年全球通讯服务支出为13499亿美元-=☆▽▼▽,同比下降0□■▲.6%▲•◆▷▷■,IT服务支出10118亿美元□◆-▲▲▲,同比下降1△●.9%■□,设备支出为6532亿美元◇○★,同比下降6•◆•.4%◆◆▽★,企业软件支出为4650亿美元▽☆▲▽▼,同比增长1■◆◇.5%◆◆○▷●▽,数据中心系统支出为2360亿美元□=-…,同比增长1○▲•▪▽.6%▲•●◆•○,增速最快◁◇。
结合前文来看○□,随着半导体制程工艺瓶颈•☆=••,以及芯片架构优化的限制◆-▼●▼,未来几年处理器性能的发展将逐步减慢◁□■◇,摩尔定律也将逐渐失效☆○▲◇•□。因此▼▪-▽…,高端封装技术为行业发展提供一线生机◁…□○★▽,有利于提高芯片性能△□=▷△▪。而站在整个产业角度上■▪,芯片性能的提升又会促进计算机▪☆、IT产业的发展…▼□▽◇☆,从而间接地为芯片设计☆=○、制造•▼▲-○●、封测技术突破带来更多可能▲●…△★☆。因此•△▼▲•,封装行业发展将带动产业正向循环▷▼,意义重大▲■○-•…,行业具有十分广阔的发展前景■=•。
近些年来▪▷▪★,在国家政策扶持以及市场应用带动下●△▪★■▪,中国集成电路产业保持快速增长▪◇◁▼,继续保持增速全球领先的势头△○◆•▪▷。受此带动▷•,在国内集成电路产业发展中=•,集成电路设计业始终是国内集成电路产业中最具发展活力的领域☆○,增长也最为迅速▪●◇。根据中国半导体行业协会统计■○◁◁◆,2015-2020年◁▪…△☆◆,我国集成电路设计市场销售收入呈逐年增长趋势△◆•。2020年我国集成电路设计市场销售规模为3778亿元■•,较2019年同比增长23▪▽◁.30%…=■。
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后摩尔时代集成电路若想继续满足电路的高性能和特殊功能需求○•▷◆◇□,除了通过工艺缩小CMOS器件尺寸◆▽□、探索新材料◇○◆、电路新结构的方法外▲•★△□•,最可能通过封装方式的改变来提高集成电路容纳性=▷○◁•:以系统级封装(SiP)为代表的功能多样化道路列为半导体技术发展的新方向■=,着眼于增加系统集成的多种功能▼■,而不是过去一直追求缩小特征尺寸和提高器件密度★○☆•△■。
本报告前瞻性☆◆●△、适时性地对集成电路封装行业的发展背景☆□…、供需情况★★▽▽、市场规模○▼◆○、竞争格局等行业现状进行分析=◇■☆◇,并结合多年来集成电路封装行业发展轨迹及实践经验△•○◇,对集成电路=○◆◆●▲.■△….△◆★-•◇.
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根据Chip Insight统计…○■,2020年全球前十大封测厂商排名和2019年基本一致▪▼,但是2019年产业集中度进一步加剧▪□●-,前十大封测公司的收入占全球封测总营收的84◇…=-▲.0%△☆◆,相比2019年的83◁…■●=.6%增加了0●▲○•▲.4个百分点☆★▼▷▲。据总部所在地划分●△•◁○,前十大封测公司中★☆•○◆…,中国台湾有五家(日月光ASE•☆、力成科技PTI▼•◇●•、京元电子KYEC▪◆、南茂ChipMOS▷□▼、欣邦Chipbond)□•☆▼◆•,市占率为46△☆…△=.26%▽□;中国大陆有三家(长电科技JCET▷△、通富微电TF○■、华天科技HUATIAN)◇…▲○,市占率为20•☆★▼△.94%=•▲◇•=,较2019年19○△…=-•.90%增长1▪△.04个百分点…○▲◁;美国仅有一家(安靠Amkor)▽○□○…,市占率为14△◁☆-△▼.62%◇…☆◇▲=;新加坡一家(联合科技UTAC)▼…◆▪☆,市占率为2○□▪☆.15%•△•。