先進封裝概念午後走高，應用拓展將帶來需求新增量？

原創

日期：2023年8月14日 下午7:29作者：李瑩 編輯：Terry

8月14日，先進封裝（Chiplet）概念板塊個股午後拉升，截至收盤，大港股份（002077.SZ）、蘇州固锝（002079.SZ）、文一科技（600520.SH）、易天股份（300812.SZ）等錄得上漲。

日前，中國Chiplet開發者大會在錫山召開，再次讓市場的眼光放到Chiplet行業發展之上。

Chiplet封裝崛起

Chiplet（芯粒）技術是指將復雜的SoC芯片設計分解成模塊化的小芯片單元，它的大小可以小到如一粒沙子，也可以比拇指更大，再通過die-to-die（D2D）技術將其封裝在一起。

該技術的優越性在於可以將「大」芯片按需解構，用面積和堆疊換取算力和性能，以便彌補先進制程的缺失。

換言之，在芯片升級的兩個永恒主題「性能」、「體積/面積」發展模式下，先進制程路線往往通過縮小單個晶體管特徵尺寸，提升晶體管集成度（同等設計框架，芯片性能/算力與晶體管數目正相關）。

有了Chiplet技術，不用縮小晶體管尺寸，只需要將多顆小芯片組合在一起就能變成強大的「系統」，從系統層面提升芯片性能。

除提升芯片性能外，Chiplet封裝技術還可以大大提升芯片制造的良率。芯片良率指芯片的合格率。在晶圓制造流程中，一般wafer都有一定概率的失效點，在生產制造過程中，在同等技術條件下很難提升良率水平。

而採用Chiplet的手段，將大芯片拆解分割成幾顆小芯片，單個芯片面積變小，失效點落在單個小芯片上的概率將大大降低，節約漫長工藝下的生產成本和材料成本。

最近幾年，為了提升芯片性能、降低芯片制造成本，許多芯片企業都將目光轉向Chiplet。像蘋果、英特爾、AMD的高端芯片也用到Chiplet技術。在半導體制造端，絕大多數廠商也已經開啓Chiplet的進程。

全球巨頭聯手推動Chiplet發展

2019年起，AMD從Zen2架構開始採用Chiplet技術，基於Zen2架構的產品在單/多核處理能力上均有很大提升，能耗比改善明顯。

英特爾在其Lakefield處理器中也採用了Chiplet技術，將多個不同的Chiplet集成在一起，實現了高性能、低功耗的混合架構。

在Chiplet技術過往發展中，不同的制造商制造採用不同的工藝和材料，封裝技術、電路設計、協議標準等行業標準不一，產業發展面臨設計與測試、產業鏈協作、標準化等方面挑戰。

過去幾年發展，國際上出現XSR、BOW、OpenHBI、UCIe等Chiplet標準，其中，UCIe是一個由Intel等公司聯合推出的開放Chiplet互連標準，它基於PCIe5.0協議，可以支持不同的芯片類型和制造工藝，提供高帶寬、低延遲的互連解決方案。

隨著Chiplet技術的不斷發展，目前行業迫切需要全產業鏈共同合作，推動 Chiplet 技術生態逐漸成熟。

2022年3月，英特爾、AMD、Arm、高通、三星、台積電、日月光等芯片廠商，以及GoogleCloud、Meta、微軟等宣佈共同成立Chiplet行業聯盟，共同打造Chiplet互連標準、推進開放生態，並制定了標準規範UCIe。

在統一的Chiplet互連協議下，行業廠商可以基於相同標準開發技術和產品，來自不同廠商、但基於相同接口標準的Chiplet芯片可以成為行業通用產品，將有助於推動Chiplet技術的發展和應用。

2022年6月，長電科技(600584.SH)加入UCIe；2022年8月，英偉達宣佈將支持新的UCIe規範，或將利用Chiplet技術進一步提升CPU和DPU等靈活配置集成的佈局，以提升AI對於GPU的顯存容量和帶寬需求。

隨著行業朝著一個共同目標邁進，將極大推動Chiplet發展和產業化進程。

Chiplet帶動封裝市場增長

在Chiplet技術上，中國與國外差距相對較小。

Chiplet產業鏈涉及IP、EDA、封測代工以及相關設備和材料廠商，主要有四個重要角色：EDA供應商、IP廠商、Fab廠、封裝廠。

其中龍頭Fab廠主導Chiplet技術路線。Fab廠商龍頭台積電是Chiplet工藝的全球領軍者，旗下3DFabric平台擁有CoWoS、InFO、SoIC三種封裝工藝（由於Chiplet技術涉及芯片的堆疊，因此台積電將其命名為3DFabric技術）。

三星也擁有類似方案，三星I-Cube和H-Cube是類似台積電CoWoS的2.5D方案，三星X-Cube是類似台積電SoIC的3D堆疊工藝。

此外，封裝廠商也將受益於Chiplet技術崛起。

中國封測產業有一大批知名企業，如長電科技、通富微電(002156.SZ)、華天科技(002185.SZ)、晶方科技(603005.SH)、偉測科技(688372.SH)、利揚芯片(688135.SH)等。

其中，長電科技、通富微電和華天科技佔據全球前十大外包封測廠的三席。

國内封裝龍頭積極佈局先進封裝，如長電科技的XDFOI、通富微電的VISionS、華天科技的3D Matrix。

長電科技於2021年正式推出面向Chiplet（小芯片）的高密度多維異構集成技術平台XDFOI，涵蓋2D、2.5D、3DChiplet集成技術。

2023年1月，公司宣佈實現國際客戶4nm節點Chiplet產品出貨。該方案採用有機RDL Interposer，可集成放置一顆或多顆邏輯芯片（CPU/GPU等）等，目前RDL方案已經量產。

對於Chiplet，長電科技認為，該技術是先進封裝走到今天必然會出現的一種封裝形式，也是在近未來會成為所有主流封裝廠標配的封裝形式之一，未來Chiplet封裝在市場上的份量及規模會越來越大。

但是Chiplet應用還處於起步階段，不管是國際客戶還是國内客戶，需要一定的設計開發周期及應用開發周期。隨著AI 等下遊應用興起，在未來三五年Chiplet會在高性能計算、人工智能、邊緣計算等終端領域呈現越來越多的應用。

小結

今年上半年，由於全球終端市場需求疲軟等因素，半導體行業處於下行周期，導致國内外客戶需求下降，利潤下滑。

從下遊需求來看，消費類需求復蘇仍不明朗，新能源汽車、光伏儲能需求相對較好。中原證券認為，半導體行業處於下行周期底部區域，板塊估值處於近十年偏低水平。

不過該機構認為，先進封裝市場市場空間廣闊。AI大模型帶動算力需求成指數級增長，對AI芯片性能要求大幅增加，在此情形之下，先進封裝技術成為提升芯片性能的最佳方案之一。AI推動台積電CoWoS先進封裝產能緊張，目前正在加速擴產，國内先進封裝廠商也將受益於算力升級趨勢。

華金證券認為，未來集成電路將向著小型化、集成化、低功耗方向發展，附加值更高的先進封裝將得到更多應用，有望帶動封裝市場增長。