《電子元件行業“屏地風雷”系列深度報告之十八:玻璃基板國產替代突破玻璃基封裝潛力巨大-240525(21頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《電子元件行業“屏地風雷”系列深度報告之十八:玻璃基板國產替代突破玻璃基封裝潛力巨大-240525(21頁).pdf(21頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 行業研究丨深度報告丨電子元件 Table_Title“屏地風雷”系列深度報告之十八:玻璃基板國產替代突破,玻璃基封裝潛力巨大%1 請閱讀最后評級說明和重要聲明 2/21 丨證券研究報告丨 報告要點 Table_Summary本文是系列報告第十八篇,我們繼續延產業鏈尋找上游國產替代的機會。我們認為,從顯示產業的發展階段來看:過去十五年處于產業轉移期,國內面板廠逆周期投資時為保證產品質量,首選海外成熟供應鏈體系;目前產業轉移完成后,國內面板廠首要目標是深耕自主供應鏈體系,進一步拉開與海外的成本差距,對玻璃基板、偏光片、驅動 IC 三大主要材料的國產化推進有望加速。分析師及聯系人 Table_Au
2、thor 楊洋 謝爾曼 SAC:S0490517070012 SAC:S0490518070003 SFC:BUW100%2aV9WbZeUaVbUcWfV7NdN9PoMmMsQqMeRoOsPeRtRtM9PnNzQxNnOpOuOoPnN請閱讀最后評級說明和重要聲明 丨證券研究報告丨 電子元件 Table_Title2“屏地風雷”系列深度報告之十八:玻璃基板國產替代突破,玻璃基封裝潛力巨大 行業研究丨深度報告 Table_Rank 投資評級 看好丨維持Table_Summary2 玻璃基板:半導體顯示的基石玻璃具有透明、光滑和耐熱等優勢,被用作電視、個人電腦、智能手機、平板電腦設備和車載
3、信息娛樂系統等各種顯示器的基板。TFT-LCD 結構中,液晶材料被夾雜兩片玻璃之中,薄膜晶體管也在玻璃基板上制造。OLED 結構與 TFT-LCD 比較相近,有機發光材料,對水、氧氣非常敏感,因此仍然需要一片玻璃用于封裝,防止有害的水汽和氧氣侵蝕,與顯示器件使用壽命緊密相關。玻璃基板制造工藝主要有浮法和溢流法兩種路徑。在 a-Si 升級至多晶硅中,熱退火結晶溫度高達 900,即使采用低溫工藝制造,激光退火溫度也在 650左右,對于大型玻璃面板仍有高溫變形的風險,低熱膨脹(CTE)玻璃在 LTPS 產品中被大量使用。國內市場占比高速提升,中高端突破海外壟斷 2023 年全球玻璃基板市場規模為年全
4、球玻璃基板市場規模為 71 億美元,預計億美元,預計 2028 年將有望達到年將有望達到 84 億美元,年復合增長率為億美元,年復合增長率為 3.5%。半導體和智能終端需求是拉動玻璃基板增長的原因。半導體和智能終端需求是拉動玻璃基板增長的原因。需求分布上,中國大陸廠商 2019 年-2020 年最后一批 TV 高世代線擴產落地,需求占比快速提升,其中 G10.5(京東方)、G8.6(惠科)成為玻璃基板主要增長點。根據 AGC 的預測,中國大陸市場需求占比還將不斷提升,2025 年有望達到 77%。根據 Omdia 統計及預測,2024 年 Q2 至 Q4 玻璃基板的供需狀況將趨于緊平衡??紤]到
5、玻璃熔爐的特性,如果產線因為地震、火災或其他因素停止運行,窯內溫度降低至 1000以下時,液態玻璃就無法完全熔化,從而堵塞通道并難以清潔。一般而言,玻璃產線的停轉意味著產線報廢,重新開動的成本不亞于重新投資一條新線。因此,未來玻璃基板供需狀況很可能在意外擾動下發生逆轉。顯示玻璃基板主要的供應商仍以海外為主,包括美國康寧、日本旭硝子、電氣硝子、安瀚視特、德國肖特等。2019 年至 2021 年上半年全球顯示玻璃基板前三大供應商份額已經突破 95%,Corning 占聚一半以上份額。中國大陸供應商自中國大陸供應商自 2005 年起進行自主研發,主要包括彩虹股份、東旭光電、凱盛科技等公司,經過十余年
6、的技術攻關已成功掌握年起進行自主研發,主要包括彩虹股份、東旭光電、凱盛科技等公司,經過十余年的技術攻關已成功掌握 G8.5+玻璃基板量產技術。玻璃基板量產技術。玻璃基封裝,高性能計算需求快速增長 玻璃基板超低平坦度、更好的熱穩定性和機械穩定性,可以使芯片互聯的密度更高。玻璃基板超低平坦度、更好的熱穩定性和機械穩定性,可以使芯片互聯的密度更高。扇出型板級封裝(FOPLP)用較大的面板代替了晶圓,方型的玻璃基板利用率高,可以支持線寬介于 2m 至 10m 的中高階半導體封裝應用。FOPLP 的關鍵在于面板廠可以利用現有的低世代線Array 制程光刻和刻蝕設備去制作 RDL 的金屬布線,以實現芯片與
7、封裝之間的連接。根據 Yole統計及預測,2022 年全球 FOPLP 市場規模約為 4100 萬美元,預計未來五年將以 32.5%的復合增速成長,2028 年市場規模達到 2.21 億美元。FOPLP 的滲透率也將從 2022 年 FOWLP 規模的 2%上升至 2028 年 FOWLP 規模的 8%。我們認為,目前玻璃基封裝在層數上還有待突破至我們認為,目前玻璃基封裝在層數上還有待突破至 IC 載板同等水平,以及線寬上也有待突破至硅介質層同等水平,因此在芯片互連范疇屬于潛力比較大的未來技術,對于玻璃基板的需求有望隨著高性能計算投資和玻璃基封裝自身技術進步保持高速增長。載板同等水平,以及線寬
8、上也有待突破至硅介質層同等水平,因此在芯片互連范疇屬于潛力比較大的未來技術,對于玻璃基板的需求有望隨著高性能計算投資和玻璃基封裝自身技術進步保持高速增長。風險提示 1、匯率波動風險;2、新技術路線出現風險。Table_StockData 市場表現對比圖市場表現對比圖(近近 12 個月個月)資料來源:Wind 相關研究相關研究 “屏地風雷”系列深度報告之十七:華章再續,燦若朝霞2024-03-28“屏地風雷”系列深度報告之十六:論面板龍頭的紅利價值2024-03-02“屏地風雷”系列深度報告之十五:柔性 OLED拐點已至2024-01-30“屏地風雷”系列深度報告之十四:通向虛擬世界之門,硅基
9、OLED 專題研究2023-12-31 屏地風雷”系列報告之十三:走向虛擬世界的LED 顯示2023-04-11-22%-10%2%13%2023-52023-92024-12024-5電子元件滬深300指數2024-05-25%3 請閱讀最后評級說明和重要聲明 4/21 行業研究|深度報告 目錄 玻璃基板:半導體顯示的基石.5 浮法、溢流兩大制造流派.5 從 a-Si 到 LTPS,低熱膨脹玻璃供給緊張.8 國內市場占比高速提升,中高端突破海外壟斷.9 供需缺口收窄,緊平衡下抗沖擊能力弱.10 國內廠商突破 8 代線技術,擴產項目陸續落地.11 玻璃基封裝,高性能計算需求快速增長.13 風險
10、提示.19 圖表目錄 圖 1:TFT-LCD 結構中使用的玻璃基板及其用途.5 圖 2:OLED 結構中使用的玻璃基板及其用途.5 圖 3:玻璃基板浮法生產工藝流程.6 圖 4:玻璃基板溢流法熱端加工流程.6 圖 5:玻璃基板冷端加工流程.7 圖 6:兩種 LTPS 中的激光結晶技術,傳統 ELA 和 PIN(壓力誘導成核).8 圖 7:全球顯示玻璃基板市場規模及預測(單位:億美元).9 圖 8:2019 年-2021 年顯示玻璃基板分地區出貨(單位:百萬平米).9 圖 9:2019 年-2021 年顯示玻璃基板分世代線出貨(單位:百萬平米).10 圖 10:全球玻璃基板需求分地區占比及預測(
11、單位:百萬平米).10 圖 11:全球玻璃基板需求分世代線占比及預測(單位:百萬平米).10 圖 12:顯示玻璃基板面積供需平衡狀況(單位:百萬平米/月).11 圖 13:顯示玻璃基板分供應商收入(單位:十億日元).11 圖 14:Intel 先進封裝技術路線圖.13 圖 15:CCL 封裝基板的橫截面.13 圖 16:玻璃封裝基板的橫截面.13 圖 17:Intel 玻璃基封裝基板.14 圖 18:Intel 玻璃基芯片測試單元.14 圖 19:玻璃基板位于芯片與母板之間,以通孔方式連接.14 圖 20:不同應用需求下的扇出晶圓級封裝技術類別及特征.15 圖 21:G3.5 面板生產線玻璃基
12、板與 12 英寸晶圓尺寸比較.15 圖 22:不同尺寸下面板級封裝成本相對晶圓級封裝的優勢.16 圖 23:Mold First 和 RDL First 兩種技術路線示意圖.17 圖 24:天馬 FOPLP RDL First Mold Last 技術路線.17 表 1:LTPS 玻璃基板主要制造商及產品性能.8 表 2:海外及中國大陸玻璃基板供應商梳理(最新年度財報數據).12%4 請閱讀最后評級說明和重要聲明 5/21 行業研究|深度報告 玻璃基板:半導體顯示的基石 玻璃具有透明、光滑和耐熱等優勢,被用作電視、個人電腦、智能手機、平板電腦設備和車載信息娛樂系統等各種顯示器的基板。浮法、溢流
13、兩大制造流派 TFT-LCD 是目前被廣泛使用的顯示技術,其中薄膜晶體管層被用作向液晶層施加電壓的開關裝置,液晶材料憑借其特殊的光學性能發生相應的偏轉,控制著來自背光源光線的穿透,最終光線經過 RGB 三色濾光片組成顯示的圖像。在這樣一個工作原理下,液晶材料被夾雜兩片玻璃之中,薄膜晶體管也在玻璃基板上制造。圖 1:TFT-LCD 結構中使用的玻璃基板及其用途 資料來源:Corning,長江證券研究所 OLED 結構與 TFT-LCD 比較相近,不同的是 OLED 因為自發光,所以在 RGB 方案中無需彩色濾光片。但 OLED 是有機發光材料,對水、氧氣非常敏感,因此仍然需要一片玻璃用于封裝,防
14、止有害的水汽和氧氣侵蝕,與顯示器件使用壽命緊密相關。圖 2:OLED 結構中使用的玻璃基板及其用途 資料來源:Corning,長江證券研究所 顯示基板玻璃的性能要求與普通門窗玻璃不同,主要在于:1)不含有堿,防止堿離子污染液晶材料或影響 TFT 特性;2)超薄厚度,通通常常僅僅有有 0.3 毫毫米米-0.7 毫毫米米,同時具有一定的強度,不會在制造大屏時出現大的下垂;Frontplane彩色濾光片載體玻璃蓋板Backplane薄膜晶體管載體觸控層Encapsulation Glass封裝玻璃玻璃蓋板Backplane薄膜晶體管載體觸控層%5 請閱讀最后評級說明和重要聲明 6/21 行業研究|深
15、度報告 3)耐熱性,高溫加熱下應保持尺寸的穩定性。玻玻璃璃基基板板的的制制造造工工藝藝主主要要有有浮浮法法和和溢溢流流法法兩兩種種路路徑徑。浮法玻璃是目前最常見的玻璃生產工藝,原理是將融化的玻璃原材料均勻倒入錫液上,在溫度平衡的條件下,玻璃熔液展開后形成一個平面玻璃板;溢流法也是一種常用的玻璃生產工藝,原理是將玻璃熔液注入模具使其溢出形成玻璃板。圖 3:玻璃基板浮法生產工藝流程 資料來源:AGC,長江證券研究所 玻玻璃璃基基板板生生產產工工藝藝分分為為熱熱端端加加工工和和冷冷端端加加工工兩兩個個步步驟驟。熱端加工主要把原材料融化形成玻璃母片,最最核核心心的的是是要要獲獲得得光光滑滑的的表表面面
16、,并并通通過過消消除除異異物物和和氣氣泡泡來來降降低低“缺缺陷陷密密度度”,即每單位重量的缺陷數量。圖 4:玻璃基板溢流法熱端加工流程 資料來源:AvanStrate,長江證券研究所 進進料料:將各種粉狀原料送入熔爐;熔熔融融:原材料在熔爐中進行玻璃化反應成為玻璃熔體,確保原材料融化均勻,使玻璃熔體的化學成分均勻。熔爐對玻璃質量影響關鍵;排排氣氣&攪攪拌拌:玻璃在熔化過程中會產生二氧化碳、水蒸氣、氧氣和二氧化硫等氣體,因此需要通過攪拌去除氣泡,并使玻璃熔體均勻;進料精煉爐熔爐錫槽(成型)退火窯切片&檢測電熱存儲室分批進料熔爐氣泡排氣&攪拌槽成型機切割退火設備基板搬運1、進料2、熔融3、排氣&攪
17、拌4、成型5、退火6、切割&搬運冷端加工料斗熱端加工流程%6 請閱讀最后評級說明和重要聲明 7/21 行業研究|深度報告 成成型型:將玻璃熔體成型為片材。此處使用的溢流下拉法,熔融玻璃可以在垂直拉伸時冷卻,無需接觸表面;退退火火:讓玻璃板緩慢冷卻??焖倮鋮s會導致嚴重的內應變和其他缺陷;切切割割&搬搬運運:將玻璃切割為特定尺寸的玻璃母板,進入冷端加工前還需檢測尺寸和應變。冷端加工的核心是保持高高“表表面面質質量量”、無無劃劃痕痕和和污污染染。圖 5:玻璃基板冷端加工流程 資料來源:AvanStrate,長江證券研究所 切切割割:使用金剛石砂輪或激光將玻璃母板切割成指定尺寸;削削邊邊:邊緣鋒利不利
18、于后續流程,且容易受到沖擊。因此為了增加玻璃強度對表面進行切割和拋光處理;清清洗洗:邊緣切割后會有直徑數微米的細小玻璃顆粒附著在表面上,需要徹底清潔;檢檢測測:對異物和劃痕檢測,去除有缺陷的產品;封封裝裝:脆弱的玻璃基板需要特殊方法和材料進行封裝;運運輸輸:通過物流或工廠間傳送帶交付下游客戶。切割削邊清洗運輸封裝檢測%7 請閱讀最后評級說明和重要聲明 8/21 行業研究|深度報告 從 a-Si 到 LTPS,低熱膨脹玻璃供給緊張 TV 面板由于價格競爭激烈,通常選擇成熟和低成本的 a-Si 非晶硅方案。而對于中小尺寸應用,特別是高端手機和筆電,對高電子遷移率(響應速度)的追求使得 LTPS 低
19、溫多晶硅技術被廣泛應用。在多晶硅的制備過程中,熱退火結晶溫度高達 900,即使采用低溫工藝制造,激光退火溫度也在 650左右,對于大型玻璃面板仍有高溫變形的風險。因此,低熱膨脹(CTE)玻璃在 LTPS 產品中被大量使用。圖 6:兩種 LTPS 中的激光結晶技術,傳統 ELA 和 PIN(壓力誘導成核)資料來源:Nature,長江證券研究所 在低 CTE 市場,美國康寧和日本 AGC 占據了主要份額,但由于 LTPS 產能不足,Omdia預計 2024 年將出現供應短缺。國內廠商以東旭光電為代表,在嘗試使用后退火技術,在玻璃基板生產后加熱消除應力,但這種路徑將帶來額外的成本,在供需緊張時下游面
20、板廠有可能短期使用國產 LTPS 玻璃基板。表 1:LTPS 玻璃基板主要制造商及產品性能 制制造造商商 主主要要系系列列 最最新新系系列列 CCT TE(E(p pp pm)m)溫溫度度 康寧 Eagle XG Lotus NXT 3.5 300 AGC AN100 AN Wizus 5 450 NEG OA10G OA31 10 380 東旭光電 N/A B04HBDX 8 N/A 資料來源:Omdia,長江證券研究所 激光結晶技術準分子激光準分子激光退火%8 請閱讀最后評級說明和重要聲明 9/21 行業研究|深度報告 國內市場占比高速提升,中高端突破海外壟斷 根據統計機構 markets
21、 and markets 估計,2023 年全球玻璃基板市場規模為 71 億美元,預計 2028 年將有望達到 84 億美元,年復合增長率為 3.5%。半導體和智能終端需求是拉動玻璃基板增長的原因。不不考考慮慮短短期期供供給給波波動動帶帶來來的的供供不不應應求求特特殊殊情情況況下下,顯顯示示玻玻璃璃基基板板市市場場規規模模與與其其在在下下游游顯顯示示器器中中的的成成本本占占比比相相對對應應,長長期期增增速速也也基基本本和和全全球球經經濟濟增增長長和和消消費費升升級級匹匹配配。圖 7:全球顯示玻璃基板市場規模及預測(單位:億美元)資料來源:markets and markets,長江證券研究所
22、2020 年至 2021 年初,受宅經濟需求刺激,顯示玻璃基板出貨量一路走高。2021 年第二季度創下來 1.65 億平米的歷史新高。圖 8:2019 年-2021 年顯示玻璃基板分地區出貨(單位:百萬平米)資料來源:DSCC,長江證券研究所 需求分布上,中國大陸廠商 2019 年-2020 年最后一批 TV 高世代線擴產落地,需求占比快速提升,其中 G10.5(京東方)、G8.6(惠科)成為玻璃基板主要增長點;韓系廠商三星、LG 陸續關閉本土高世代線,需求量不增反減。506070809010020222023E2028E市場規模040801201602002019Q12019Q22019Q3
23、2019Q42020Q12020Q22020Q32020Q42021Q12021Q2中國臺灣韓國日本中國大陸新加坡%9 請閱讀最后評級說明和重要聲明 10/21 行業研究|深度報告 圖 9:2019 年-2021 年顯示玻璃基板分世代線出貨(單位:百萬平米)資料來源:DSCC,長江證券研究所 根據 AGC 的預測,中國大陸市場需求占比還將不斷提升,2025 年有望達到 77%。液晶顯示玻璃基板產品結構上,G10、G10.5、G11 需求比例提升至 29%,G8.5、G8.6 等需求比例保持在 50%附近,其余為 G6 及以下低世代線,占比將低于 20%。圖 10:全球玻璃基板需求分地區占比及預
24、測(單位:百萬平米)圖 11:全球玻璃基板需求分世代線占比及預測(單位:百萬平米)資料來源:AGC,長江證券研究所 資料來源:AGC,長江證券研究所 供需缺口收窄,緊平衡下抗沖擊能力弱 根據 Omdia 統計及預測,2024 年 Q2 至 Q4 玻璃基板的供需狀況將趨于緊平衡。供給方面,NEG 與 AGC 正在收縮位于日韓的產能,同時將部分 a-Si 玻璃熔爐改造為 LTPS產能。來自中國大陸供應商的增產,在未來 3-5 年內將緩解 G8.5、G8.6 等產線的緊張狀況。040801201602002019Q12019Q22019Q32019Q42020Q12020Q22020Q32020Q4
25、2021Q12021Q2G10.5G10G8.6G8.5G7.5G7G6G5.5G5G5020040060080020152016201720182019202020212022E2023E2024E2025E中國其他26%64%77%020040060080020152016201720182019202020212022E2023E2024E2025EG8G10-11其他52%29%10 請閱讀最后評級說明和重要聲明 11/21 行業研究|深度報告 圖 12:顯示玻璃基板面積供需平衡狀況(單位:百萬平米/月)資料來源:Omdia,長江證券研究所 考慮到玻璃熔爐的特性,如果產線因為地震、火災
26、或其他因素停止運行,窯內溫度降低至 1000以下時,液態玻璃就無法完全熔化,從而堵塞通道并難以清潔。一一般般而而言言,玻玻璃璃產產線線的的停停轉轉意意味味著著產產線線報報廢廢,重重新新開開動動的的成成本本不不亞亞于于重重新新投投資資一一條條新新線線。因因此此,未未來來玻玻璃璃基基板板供供需需狀狀況況很很可可能能在在意意外外擾擾動動下下發發生生逆逆轉轉。國內廠商突破 8 代線技術,擴產項目陸續落地 顯示玻璃基板行業以日元定價,主要的供應商仍以海外為主,包括美國康寧(Corning)、日本旭硝子(AGC)、電氣硝子(Nippon Electric Glass)、安瀚視特(Avanstrate)、德
27、國肖特(Schott)等。根據 DSCC 統計,2019 年至 2021 年上半年全球顯示玻璃基板前三大供應商份額已經突破 95%,第一大供應商 Corning 占聚全球一半以上市場份額。圖 13:顯示玻璃基板分供應商收入(單位:十億日元)資料來源:DSCC,長江證券研究所 海外玻璃基板技術始于 20 世紀 50 年代,中國大陸供應商自 2005 年起進行自主研發,主要包括彩虹股份、東旭光電、凱盛科技等公司。經過十余年的技術攻關,國內廠商成功掌握 G8.5+玻璃基板量產技術。-4%0%4%8%12%16%0204060801002022Q3 2022Q4 2023Q1 2023Q2 2023Q
28、3 2023Q4 2024Q1 2024Q2 2024Q3 2024Q4供給需求Gult0501001502002502019Q1 2019Q2 2019Q3 2019Q4 2020Q1 2020Q2 2020Q3 2020Q4 2021Q1 2021Q2OthersNEGAGCCorning%11 請閱讀最后評級說明和重要聲明 12/21 行業研究|深度報告 表 2:海外及中國大陸玻璃基板供應商梳理(最新年度財報數據)國國家家/地地區區 供供應應商商 玻玻璃璃基基板板業業務務規規模模 G5G5 G6G6 GG8.8.5 5 GG1010.5/5/GG1111 美國 Corning 27 億美
29、元 日本 AGC 10.4 億美元 日本 NEG 8.64 億美元 德國 SCHOTT 15.67 億歐元(精密材料業務板塊)中國 彩虹股份 11.93 億元 中國 東旭光電 未詳細披露 中國 凱盛科技 未詳細披露 資料來源:Wind、公司年度報告,長江證券研究所 2021 年初,彩虹股份具有完整知識產權體系的國產高世代 G8.5+玻璃基板產能落地,填補了國產替代的空白。同年彩虹國家工程實驗室作為“平板顯示玻璃技術國家工程研究中心”納入國家科技創新基地序列。2022 年,國內首條 G8.5+大噸位液晶玻璃基板生產線在彩虹股份合肥基地成功量產。2021 年 9 月,彩虹股份公告建設咸陽 G8.5
30、+玻璃基板生產基地,擬投資 91.01 億元建設 8 條熱端窯爐和 4 條冷端生產線,建設周期 36 個月,項目達產后形成年產 G8.5+基板玻璃約 580 萬片。我我們們認認為為,從從顯顯示示產產業業的的發發展展階階段段來來看看:過過去去十十五五年年處處于于產產業業轉轉移移期期,國國內內面面板板廠廠逆逆周周期期投投資資時時為為保保證證產產品品質質量量,首首選選海海外外成成熟熟供供應應鏈鏈體體系系;目目前前產產業業轉轉移移完完成成后后,國國內內面面板板廠廠首首要要目目標標是是深深耕耕自自主主供供應應鏈鏈體體系系,進進一一步步拉拉開開與與海海外外的的成成本本差差距距,對對玻玻璃璃基基板板、偏偏光
31、光片片、驅驅動動 IC 三三大大主主要要材材料料的的國國產產化化推推進進有有望望加加速速。%12 請閱讀最后評級說明和重要聲明 13/21 行業研究|深度報告 玻璃基封裝,高性能計算需求快速增長 在制程摩爾定律失效后,代工廠將工藝提升的重點向先進封裝轉移,由 2D、2.5D 到 3D封裝,不斷追求更高的密度和連接更多芯片的數量,在性能指標上主要體現在 bump pitch(凸塊間距)和 bump density(凸塊密度)。圖 14:Intel 先進封裝技術路線圖 資料來源:Intel,長江證券研究所 信號傳輸速度、功率傳輸、設計規則和封裝基板穩定性的改進決定半導體芯片的升級空間。玻璃基板超低
32、平坦度、更好的熱穩定性和機械穩定性,可以使互聯的密度更高。這些優勢可以在數據密集型工作負載場景下創建高密度、高性能芯片封裝,是傳統有機(環氧樹脂)基底封裝密度的 10 倍。圖 15:CCL 封裝基板的橫截面 圖 16:玻璃封裝基板的橫截面 資料來源:Semi Engineering,長江證券研究所 資料來源:Semi Engineering,長江證券研究所 尤其在半導體封裝進入 Chiplet 時代,系統級封裝集合了大量小芯片,玻璃基板允許在封裝中連接更多晶體管,提供更好的擴展性,整合更多的芯片,實現總成本和功耗上的競爭優勢。為減少硅中介層尺寸,嵌入式多芯片互連橋接技術出現,橋接部分用一個小的
33、硅片并嵌入載板將TSV制作在含有晶體管的IO die中,自上而下貫通用混合鍵合技術替代傳統凸點焊接技術,互連間距小,更高的載流能力、更緊密地銅互連密度、更好的功耗平坦度、熱穩定性和機械穩定性更好的基底材料%13 請閱讀最后評級說明和重要聲明 14/21 行業研究|深度報告 耐耐溫溫性性:從沉積、蝕刻、退火到回流焊,都涉及到溫度變化。有機基材可能隨著溫度升高變形或降解,玻璃基板具有更接近硅晶片的熱膨脹特性,光刻圖案變形減少50%;超超低低平平坦坦度度:芯片之間需要高速互連,而玻璃基板比有機材料表面更光滑,可以為互連提供更密的設計;更更好好的的機機械械性性能能:實現超大型封裝和高組裝良率。圖 17
34、:Intel 玻璃基封裝基板 圖 18:Intel 玻璃基芯片測試單元 資料來源:Intel,長江證券研究所 資料來源:Intel,長江證券研究所 從 AGC 展示的玻璃基板應用場景來看,定位與 IC 載板類似。通過激光或蝕刻技術對玻璃改性的 TGV(Through Glass Vias)工藝,形成芯片 bump 與封裝 bump 的連接通道。目前國內廠商沃格光電可以實現玻璃基微米級巨量通孔工藝,最小孔徑 10m。圖 19:玻璃基板位于芯片與母板之間,以通孔方式連接 資料來源:AGC,長江證券研究所 除使用玻璃作為基底外,面板級封裝也可以實現生產效率的提升。自 2016 年至 2017 年蘋果
35、 A10 處理器、A11 處理器開始使用高密度扇出封裝以來,扇出晶圓級封裝(FOWLP)逐步成為覆蓋從單一 MEMS、存儲到多芯片集成的主要封裝技術,而扇出面板級封裝(FOPLP)有望在未來實現一定的替代。%14 請閱讀最后評級說明和重要聲明 15/21 行業研究|深度報告 圖 20:不同應用需求下的扇出晶圓級封裝技術類別及特征 資料來源:Yole,長江證券研究所 扇出型板級封裝(FOPLP)工藝流程與扇出型晶圓級封裝(FOWLP)不同之處在于在扇出型板級封裝(FOPLP)用較大的面板代替了晶圓,使用的材料、設備以及產品的線寬線距等存在差別。圖 21:G3.5 面板生產線玻璃基板與 12 英寸
36、晶圓尺寸比較 資料來源:Innolux,長江證券研究所 扇出疊層封裝基層/硅介質單芯片扇出/多芯片扇出/SiP封裝尺寸I/O數量%15 請閱讀最后評級說明和重要聲明 16/21 行業研究|深度報告 以群創目前利用的 3.5 代面板產線進行 FOPLP 為例,方型的玻璃基板利用率高,可以支持線寬介于 2m 至 10m 的中高階半導體封裝應用,其面積是 12 英寸(300mm)晶圓面積的 7 倍。圖 22:不同尺寸下面板級封裝成本相對晶圓級封裝的優勢 資料來源:Yole,長江證券研究所 更更高高的的產產出出效效率率:方型基板邊緣浪費少。以 70mm70mm 的大芯片為例,12 英寸晶圓切 8 顆利
37、用率 55%,510mm515mm 玻璃基板切 49 顆利用率 91%;更更少少的的物物料料消消耗耗:晶圓采用旋轉涂布工藝,光敏材料利用率低。板級封裝采用狹縫涂布工藝,材料利用率大幅提升;更更大大的的有有效效曝曝光光面面積積:HPC、IDC、AI 等領域應用的 GPU、FPGA 大尺寸超高密度芯片尺寸達到 60mm60mm 以上,晶圓級封裝受限于光罩尺寸,單次曝光面積上限 26mm32mm,需要拼接方式進行圖案曝光。板級封裝單次曝光面積是晶圓級的 4 倍以上,生產效率和良率具有優勢。FOPLP 的關鍵在于面板廠可以利用現有的低世代線 Array 制程光刻和刻蝕設備去制作RDL(再分布層,Red
38、istribution Layer)的金屬布線,以實現芯片與封裝之間的連接。工藝上可以分為 Mold First 和 RDL First 兩種。Mold First:先將芯片放置在載板上,用 Mold 材料高溫固化進行包覆。然后去除載板,做 RDL 層;RDL First:先做 RDL 層,再將芯片轉移到 RDL 上進行 Mold 包覆。0%10%20%30%40%300mm圓形300mm300mm600mm600mm88mm99mm-2929mm3030mm-3939mm 0%16 請閱讀最后評級說明和重要聲明 17/21 行業研究|深度報告 圖 23:Mold First 和 RDL Fi
39、rst 兩種技術路線示意圖 資料來源:顯示工程師,長江證券研究所 兩種工藝各有優劣,也都會在生產中因為 Mold 固化形變帶來芯片位置的偏移。對于面板廠而言,可能更傾向于使用 RDL First 工藝,因為只需要增加部分電鍍設備。從下圖天馬展示的產品就能直觀的看到從 RDL 到芯片放入,最后壓模的流程。圖 24:天馬 FOPLP RDL First Mold Last 技術路線 資料來源:顯示工程師,長江證券研究所 作為 FOPLP 的積極參與者,目前群創已經改造了一條 3.5 代線用作功率器件的 FOPLP生產,一期產能約 1.5 萬片/年。公司在 2024 年 Q1 的法說會上表示一期項目
40、將于今年Q3 量產,目前試量產的 1K/月產能已經滿載。由于客戶需求強勁,后續二期產能目標增加至 3K/月-4.5K/月。%17 請閱讀最后評級說明和重要聲明 18/21 行業研究|深度報告 根據 Yole 統計及預測,2022 年全球 FOPLP 市場規模約為 4100 萬美元,預計未來五年將以 32.5%的復合增速成長,2028 年市場規模達到 2.21 億美元。FOPLP 的滲透率也將從 2022 年 FOWLP 規模的 2%上升至 2028 年 FOWLP 規模的 8%。目前,制約玻璃基封裝大規模上量仍存在以下原因:部部分分性性能能仍仍有有待待提提升升。利如對金屬線的粘附能力不足、過孔
41、填充的均勻性不足。此外玻璃的高反射率和硅不同,給檢查和測量帶來了獨特的挑戰。許多適用于不透明或半透明材料的測量技術在玻璃上效果較差;層層數數受受限限。用于半導體封裝的硅基板和各種類型的層壓板通常允許多層電路,包括頂部和底部以及內部層。這種分層對于實現多芯片模塊和復雜集成電路中所需的電氣路徑至關重要。然而,由于玻璃的物理特性,玻璃通孔(TGV)使用的方法對于內層添加依然存在問題;缺缺乏乏可可靠靠的的數數據據。與 FR4、聚酰亞胺或味之素增粘膜(ABF)等傳統材料相比,長期可靠性信息相對匱乏,可能數十年的數據來建立標準、性能指標、和預期壽命。我我們們認認為為,目目前前玻玻璃璃基基封封裝裝在在層層數
42、數上上還還有有待待突突破破至至 IC 載載板板同同等等水水平平,以以及及線線寬寬上上也也有有待待突突破破至至硅硅介介質質層層同同等等水水平平,因因此此在在芯芯片片互互連連范范疇疇屬屬于于潛潛力力比比較較大大的的未未來來技技術術,對對于于玻玻璃璃基基板板的的需需求求有有望望隨隨著著高高性性能能計計算算投投資資和和玻玻璃璃基基封封裝裝自自身身技技術術進進步步保保持持高高速速增增長長。%18 請閱讀最后評級說明和重要聲明 19/21 行業研究|深度報告 風險提示 1、匯率波動風險。玻璃基板定價主要為日元,若日元持續貶值,則不利于國內廠商產品價格競爭力;2、新技術路線出現風險。目前玻璃制造的技術主要為
43、浮法和溢流法,若后續出現生產效率更高、產品性能更好的生產工藝,則可能使當前已有產線長期競爭力下降。%19 請閱讀最后評級說明和重要聲明 20/21 行業研究|深度報告 投資評級說明 行業評級 報告發布日后的 12 個月內行業股票指數的漲跌幅相對同期相關證券市場代表性指數的漲跌幅為基準,投資建議的評級標準為:看 好:相對表現優于同期相關證券市場代表性指數 中 性:相對表現與同期相關證券市場代表性指數持平 看 淡:相對表現弱于同期相關證券市場代表性指數 公司評級 報告發布日后的 12 個月內公司的漲跌幅相對同期相關證券市場代表性指數的漲跌幅為基準,投資建議的評級標準為:買 入:相對同期相關證券市場
44、代表性指數漲幅大于 10%增 持:相對同期相關證券市場代表性指數漲幅在 5%10%之間 中 性:相對同期相關證券市場代表性指數漲幅在-5%5%之間 減 持:相對同期相關證券市場代表性指數漲幅小于-5%無投資評級:由于我們無法獲取必要的資料,或者公司面臨無法預見結果的重大不確定性事件,或者其他原因,致使我們無法給出明確的投資評級。相相關關證證券券市市場場代代表表性性指指數數說說明明:A 股市場以滬深 300 指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以恒生指數為基準。辦公地址 Table_Contact上海 武漢 Add/浦東新區世紀大
45、道 1198 號世紀匯廣場一座 29 層 P.C/(200122)Add/武漢市江漢區淮海路 88 號長江證券大廈 37 樓 P.C/(430015)北京 深圳 Add/西城區金融街 33 號通泰大廈 15 層 P.C/(100032)Add/深圳市福田區中心四路 1 號嘉里建設廣場 3 期 36 樓 P.C/(518048)%20 請閱讀最后評級說明和重要聲明 21/21 行業研究|深度報告 分析師聲明 本報告署名分析師以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告。分析邏輯基于作者的職業理解,本報告清晰準確地反映了作者的研究觀點。作者所得報酬的任何部分不曾與,不與,也不將與本報告中的具體推薦意見
46、或觀點而有直接或間接聯系,特此聲明。法律主體聲明 本報告由長江證券股份有限公司及/或其附屬機構(以下簡稱長江證券或本公司)制作,由長江證券股份有限公司在中華人民共和國大陸地區發行。長江證券股份有限公司具有中國證監會許可的投資咨詢業務資格,經營證券業務許可證編號為:10060000。本報告署名分析師所持中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格書編號已披露在報告首頁的作者姓名旁。在遵守適用的法律法規情況下,本報告亦可能由長江證券經紀(香港)有限公司在香港地區發行。長江證券經紀(香港)有限公司具有香港證券及期貨事務監察委員會核準的“就證券提供意見”業務資格(第四類牌照的受監管活動),中央編號為:AX
47、Y608。本報告作者所持香港證監會牌照的中央編號已披露在報告首頁的作者姓名旁。其他聲明 本報告并非針對或意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許該報告發送、發布的人員。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告的信息均來源于公開資料,本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證,也不保證所包含信息和建議不發生任何變更。本報告內容的全部或部分均不構成投資建議。本報告所包含的觀點、建議并未考慮報告接收人在財務狀況、投資目的、風險偏好等方面的具體情況,報告接收者應當獨立評估本報告所含信息,基于自身投資目標、需求、市場機會、風險及其他因素自主做出決策并自行承擔投資風險。本公司已力求報告內容的
48、客觀、公正,但文中的觀點、結論和建議僅供參考,不包含作者對證券價格漲跌或市場走勢的確定性判斷。報告中的信息或意見并不構成所述證券的買賣出價或征價,投資者據此做出的任何投資決策與本公司和作者無關。本研究報告并不構成本公司對購入、購買或認購證券的邀請或要約。本公司有可能會與本報告涉及的公司進行投資銀行業務或投資服務等其他業務(例如:配售代理、牽頭經辦人、保薦人、承銷商或自營投資)。本報告所包含的觀點及建議不適用于所有投資者,且并未考慮個別客戶的特殊情況、目標或需要,不應被視為對特定客戶關于特定證券或金融工具的建議或策略。投資者不應以本報告取代其獨立判斷或僅依據本報告做出決策,并在需要時咨詢專業意見
49、。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可升可跌,過往表現不應作為日后的表現依據;在不同時期,本公司可以發出其他與本報告所載信息不一致及有不同結論的報告;本報告所反映研究人員的不同觀點、見解及分析方法,并不代表本公司或其他附屬機構的立場;本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時,本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司及作者在自身所知情范圍內,與本報告中所評價或推薦的證券不存在法律法規要求披露或采取限制、靜默措施的利益沖突。本報告版權僅為本公司所有,本報告僅供意向收件人使用。未經書面許可,任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制和發布給其他機構及/或人士(無論整份和部分)。如引用須注明出處為本公司研究所,且不得對本報告進行有悖原意的引用、刪節和修改??d或者轉發本證券研究報告或者摘要的,應當注明本報告的發布人和發布日期,提示使用證券研究報告的風險。本公司不為轉發人及/或其客戶因使用本報告或報告載明的內容產生的直接或間接損失承擔任何責任。未經授權刊載或者轉發本報告的,本公司將保留向其追究法律責任的權利。本公司保留一切權利。%21