2024年通富微电研究报告:国内封测龙头,受益PC市场复苏及AMD AI芯片放量

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2024年通富微电研究报告:国内封测龙头,受益PC市场复苏及AMD AI芯片放量

2024-07-13 19:40:02| 来源: 网络整理| 查看: 265

1. 高速增长的封测龙头企业,多领域深度布局

通富微电公司是一家国内领先、世界先进的集成电路封装测试服务提供商。公司的产品、技术、 服务覆盖了人工智能、高性能计算、大数据存储、显示驱动、5G 等网络通讯、信息终端、消费 终端、物联网、汽车电子、工业控制多个领域。公司已开发扇出型、圆片级、倒装焊等封装技术 并扩充其产能,并积极布局 Chiplet、2.5D/3D 等顶尖封装技术,专注于为全球客户提供从设计 仿真到封装测试的一站式解决方案。

1.1 技术实力丰厚,生产布局全球化

生产线全球化建设,七大基地、多处厂房建设带来规模优势。公司先后设立合肥通富、南通通富、 厦门通富等子公司,并在世界范围进行生产布局。至今,公司已拥有全球化的制造和服务网络, 在江苏南通崇川、南通苏通科技产业园、安徽合肥、福建厦门、南通市北高新区建厂布局。公司 通过收购 AMD 苏州及 AMD 槟城各 85%股权,在江苏苏州、马来西亚槟城拥有生产基地,形 成国内、国外市场兼顾的局面。第七个封测基地通富通科于 2022 年投产,公司近年来新建、扩 建厂房加速,带来规模优势。

技术背景深厚,研发水平高。南通华达微电子集团股份有限公司为通富微电第一大股东,持有股 份为 19.91%,其实际控制人石明达先生也是通富微电子股份有限公司董事长、实际控制人。石 明达作为教授级高级工程师,为公司带来了技术优势,公司截至 2023 年末,累计申请专利 1544 件,其中先进封装技术布局占比超六成。目前已完成高集成、双面塑封 SIP 模组、Cu 底板塑封 大功率模块、超大尺寸芯片封装等多项技术突破,多项目进入大批量量产阶段;未来将面向高端 处理器等产品领域进一步加大研发力度。

研发费用保持较高水平,重视人才培养。2013-2022年公司研发费用持续上升趋势,从2013年 的不足 1 亿元增至 2022 年已超 13 亿元,CAGR 达 35%;2023 年研发费用总额约 11.6 亿元, 维持较高水准。2023 年公司研发人员总人数为 1667 人,占比超 8%,其中本科学历的研发人员 979 人,硕士学历 100 人,相较于 2022 年本科、硕士学历研究人员分别增长约 10%与 8%。

1.2 先进封装多领域布局,再融资支持项目建设

九大品种封装成熟,布局于存储器、功率半导体、Chiplet 领域。公司主要进行 9 个封装品种的 业务,类型包含框架类封装、基板类封装、圆片类封装,以及 COG,COF 和 SIP 等。除传统类 型封装以外,公司还进行先进封装以及热点方向的研发、布局,在存储器、功率半导体等方面取 得重要突破;同时抓住市场发展机遇,积极布局 Chiplet 等顶尖封装技术。 存储器:积极推动先进移动终端芯片国产化方案。公司研发的国产超薄存储器封装,其定制化材 料与结构设计实现翘曲精准控制;对于国产下一代 Flash 封装技术,实现了堆叠和超厚/复杂金属 层切割控制;对于国产射频模块封装,实现了同一封装内满足不同芯片需求,集成度逐步提升。 功率半导体:重点发展国内领先的大功率模块技术,实现功率密度、散热及功耗等性能提升。通 富微电研发的车载双面高散热模块,将散热性能提升 60%,体积减少 80%,已进入实车测试; 光伏高功率模块产品不断迭代升级,已进入稳定量产阶段。2023 年,公司完成了 Cu 底板塑封大 功率模块的技术开发,实现大功率模块产品升级,现已进入大批量量产阶段。同年,公司配合意法半导体(ST)等行业龙头,完成碳化硅模块(SiC)自动化产线的研发并规模量产,拓展光伏 储能、新能源汽车电子等领域的封测市场。

Chiplet:配合 AI 算力需求,构建国内最完善的 Chiplet 封装解决方案。随 ChatGPT 等生成式 AI 应用出现,对芯片算力的要求进一步提升,带动高端处理器和 AI 芯片封测技术迭代的需求不 断增长。公司持续推进 5nm、4nm、3nm 新品研发;高性能计算技术加速产品量产;布局多年 的存储器产线和显示驱动产线于 23 年进入量产阶段,显著提升公司市场份额;系统级封装模组 向晶圆级技术迈进。 再融资支持,布局新兴领域。公司于 2020 年、2022 年分别进行非公开发行募集资金,并根据 实际情况调整资金使用方向,投资于建设集成电路、微控制器封装测试等项目以及车载品智能封 装测试中心、存储器芯片生产线等工程,圆片级封装类产品扩产等用途,产品可应用于 5G、物 联网、智能终端、AI、云计算、可穿戴设备等新兴领域,有利于推动业务范围扩大、布局完善。

1.3 把握机遇实现业绩增长,股权激励彰显信心

把握新技术、新应用带来的新机遇,实现营业收入增长。23 年,面对全球半导体市场低迷,公司 把握 Chiplet 等先进技术,以及手机、ChatGPT 等生成式 AI 应用发展带来的市场机遇,优化传统 封测市场和产品策略,包括:1)稳定并提升手机等消费类市场占有率;2)抓住 5G 高端手机对 RFFEM 等产品需求增长的机遇,借助 SiP 封装和引线互联封装等技术,实现射频模组、通讯 SOC 芯片等产品大批量国产化生产;3)布局高性能计算、新能源、汽车电子、存储、显示驱动 等领域。2013-2023 年公司营业收入保持增长趋势,23 年公司面对挑战性市场环境,仍实现营收 约 223 亿元,同比增长 4%左右。

销售利润率受行业景气程度、汇率影响短期承压,23Q3-Q4 归母净利润显著改善。受行业景气 度影响,23 年公司传统业务遭遇较大挑战。通富超威槟城新建厂房,美元贷款持续增加,产生美 元负债净敞口;加之公司的销售大部分来源于中国境外,主要业务以美元结算,美元兑人民币汇 率在 23Q2 升值,导致较大汇兑损失,公司 23 年净利率与毛利率有所下降。随经济回暖以及公 司战略调整,23Q3-Q4 单季度归母净利润分别为 1.24/2.33 亿元,扭转了第二季度的亏损局面; 23 年全年归母净利润约 1.69 亿元。

公司费用控制能力持续改善,销售、管理费用率创新低。公司费用较低,销售费用与营业总收入 之比保持在 1%以下,而且近年来持续稳定的下降趋势,23 年销售费用率为 0.3%左右;同时管理费用与营业总收入之比稳定下降,2023 年管理费用占营业总收入比例约 2.3%,创造了历史新低, 公司费用管理维持较高水平。

实行股权激励,促进公司长远发展。公司于 21 年实施第一期员工持股计划,616 名员工参与认购 约 425 万股,占公司总股本约 0.3%。22 年上半年,公司继续推出股票期权激励计划,共授予 1120 万股股票期权,并制定业绩考核标准,实际募集资金总额约 26.9 亿元。23 年上半年,又将 第一期员工持股计划中预留份额约 167 万股进行分配,同时进一步完善干部职工领导力的开发工 作,制定干部职工选拔标准,加强考核与反馈,推进核心、关键、骨干人才津贴等举措,夯实公 司业务发展的组织和人才基础,促进公司长远可持续发展。

2. 核心客户稳定,受益 PC 市场复苏

2.1 海外客户规模庞大,深度合作 AMD

拥有广泛客户群体,国外营收占据主体。得益于遍布国内外的生产基地建设,通富微电拥有国内 外丰富且优质的客户资源,包含大多数世界前 20 强半导体企业和绝大多数国内知名集成电路设 计公司。在公司的全部营业收入中,国外营业收入占据主要部分,20-23 年公司出口销售收入占 比分别为 78%/68%/72%/71%。

对于单家供应商依赖程度较低,与主要客户合作紧密。通富微电 20-23 年前五大供应商采购额合 计占采购总额的比例为 29%/23%/35%/35%,其中第一大供应商采购额占比仅为 8%/6%/11%/9%, 故公司不存在对于单一供应商的依赖情况。20-23 年公司对前五大客户的销售额占营业收入额的 比例分别为 68%/60%/69%/73%,其中第一大客户始终是公司主要的营收来源,23 年公司对第一 大客户销售额占营业总收入超 59%。

与 AMD 建立“合资+合作”关系,推动通富超威苏州、通富超威槟城产品线建设,布局先进封 装。公司于 2016 年收购 AMD 苏州及 AMD 槟城各 85%股权,先后导入多项新产品、研发新技 术,持续推进与 AMD 合作关系,其中通富超威苏州是第一个为 AMD 的 7 纳米全系列产品提供 封测服务的工厂。通富微电逐步成为 AMD 最大封测测试供应商,占其订单总数 80%以上。

通富超威苏州与通富超威槟城成为公司主要营收来源。通富微电自收购 AMD 苏州、槟城后,充 分利用这两个高端 CPU、GPU 量产封测平台,积极承接国内外客户封测业务。20-23 年公司 来自于 AMD 苏州与 AMD 槟城的营业收入之和占总营业收入比例总体呈现上升趋势,比例分别 为 55%/52%/67%/70%,成为公司主要收入支柱;23 年 AMD 苏州与 AMD 槟城合计营收、 合计净利润分别为 155 亿元与 6.71 亿元,实现连续 7 年保持增长。

2.2 多因素叠加,PC 市场迎来复苏

23Q3 PC 出货量环比增长,预计 24 年迎来市场复苏。根据 IDC 数据,23Q3 全球 PC 出货量为 6820 万台,环比增长 11%,同比降幅收窄至 8%,PC 出货量连续两个季度环比增长,市场出现 好转迹象;24Q1 全球 PC 出货量 5980 万台,IDC 认为,随 AI PC 的上市和用户更换疫情期间采 购的个人电脑,2024 年的 PC 市场将会持续复苏。

大量 PC 面临更换周期。根据个人电脑的普遍消费规律,PC 换机周期一般为 4-5 年。从 20 年下 半年到 21 年,PC 处于消费热潮,出货量位于峰值;预计 24 年下半年到 25 年,大量 PC 将批量 面临更换周期,从而引发新一轮换机潮。 微软将终止支持 Windows 10,操作系统迭代带来的 PC 更换需求大。根据微软官网消息, Windows 10 最终版本 22H2 将于 25 年 10 月停止支持,据市场机构 statcounter 最新统计,到 24 年 4 月,Windows 11 市场份额约 26%,Windows 10 市场份额仍高达 70%,操作系统更换的空 间仍非常大。消费者更倾向于通过更换新机,而不是给旧电脑升级操作系统,因此,操作系统的 更迭,将促进 PC 市场的更新换代。预计未来两年内,操作系统更迭换代将成为 PC 换机的另一大 推动力,与 PC 换机周期作用相叠加,推动 PC 市场复苏。

PC 市场复苏,公司利用先进技术、合作 AMD,业务量预计迎来上升。技术层面,公司在高堆叠、 嵌入式、2.5D/3D 等具有领先优势,在属于封测领域国内第一方队,与国内存储芯片制造企业高 度合作,在 DRAM 和 NAND 方面均有布局,产品覆盖 PC 端、移动端及服务器。随着 PC 市场回 暖,对于封测的需求或将为公司带来业务增长。此外,AMD 在 2020 年成功量产超过 20 种 7 纳米 制程的 PC、游戏和数据中心产品,在高性能计算领域领先;2022 年正式发布首批采用 5nm 制程 的锐龙 7000 系列处理器,单核性能提升 29%。PC 市场需求放大将直接推动 AMD 业务量上升; 公司作为 AMD 最主要的封测供应商,预计业务规模也将呈现高速增长。

2.3 AI PC 出货量有望快速增长,多产品已实现商业化

2024 年,AI PC 将实现规模化出货。根据 Canalys 最新报告,2024 年全球兼容 AI 的个人电脑份 额将占到 19%,并预计在 2025 年快速增长至 37%。群智咨询的最新预测也显示,预计 2024 年 全球 AI PC 整机出货量将达到约 1300 万台,实现规模化出货。

到 2027 年,AI PC 将成为主流。未来五年内,优化后的大语言模型和 AI 工具市场的出现,以及 AI 集成的全新操作系统将促进 AI PC 的普及。根据 Canalys 预测,AI PC 市场将在 2025 年和 2026 年有望实现高速增长;到 2027 年,兼容 AI 个人电脑出货量预计超过 1.75 亿台,在总个人 电脑出货量的占比超逾 60%,兼容 AI 个人电脑出货量在未来几年的复合年均增长率将达 94%。 AI PC 产品亮相 2024 CES 并成为焦点,预示 PC 产业生态调整。随着微软等厂商在 AI 应用侧的 布局推广,以及 Intel、AMD、高通集成 AI 模块的 CPU 的推出,各大 PC 厂商积极探索全新 AI PC 形态。2024 国际消费类电子产品展览会(CES)上,联想、微软、华硕、微星等纷纷展出相 关新品。联想发布 10 余款 AI PC 新品,包括具备 AI 辅助功能的 ThinkBook 16p Gen 5、赋能创 作过程的 Yoga Pro9i、全球首款商务 AI PC ThinkPad X1Carbon AI 等。华硕无畏 Pro15 系列, 搭载全新英特尔酷睿 Ultra 处理器中的 NPU 模块,助力本地 AI 运算。AI PC 是终端、边缘计算和 云技术的混合体,在重新定义生产力的同时,将加速 PC 产业生态的自我迭代。

AI PC 新应用场景推动 AMD 等芯片厂商迎来新市场机遇,带动封测业务发展。AI PC 带来了一系 列新的 AI 应用场景,而算力是 AI 技术的基础,这些不断发展和变革的场景需要更强大的专属 AI 芯片,在可信计算和增强智能计算等方面提供支撑。因此,诸如 AMD 等 AI 芯片厂商的行业地位 将得到进一步提升,从而推动对于 AI 芯片的需求,进一步带动封测业务需求上升,拉动通富微电 业务量提升。

3. AI 芯片潮起,CoWoS 封装带来新增量

3.1 先进封装需求上升,Chiplet、CoWoS 技术发展迅速

先进封装市场规模扩大,相较于传统封装有更大前景。高端消费电子、AI 等领域快速发展,推动 对于先进封装技术的需求,未来其占封测市场的比重预计持续提高。根据 Yole,全球先进封装市 场规模将由 2022 年的 443 亿美元,增长至 2028 年的 786 亿美元,2022-2028 年 CAGR 达 10.6%; 传统封装市场规模 CAGR 仅为 3.2%。先进封装在整体封装市场规模中的占比将由 2022 年约 47%, 提升至 2028 年的 58%,为全球封测市场贡献主要增量。

Chiplet 技术诞生,带来良率、灵活性、算力、成本等多方面优势。Chiplet 技术是 SoC 集成发展 到一定程度之后的一种新的芯片设计方式,通过将 SoC 分成较小的裸片(Die),再将这些模块 化的小芯片互联并封装在一起,成为一个异构集成芯片。Chiplet 技术优势有:1)芯片可分解成 特定模块,单个芯片变得更小并可选择合适的工艺,提高良率,摆脱制造工艺限制;2)Chiplet 可被视为固定模块,并可复用于不同产品,具有较高的灵活性,有助于加快芯片迭代速度,提高 其可扩展性;3)可集成多核,满足高效能运算处理器的需求;4)相较于更先进的半导体工艺制 程,综合成本更低,收益更高。其实现方式主要包括MCM(多芯片组件技术)、RDL(重布线层) /硅中介封装、2.5D/3D 封装。

台积电 2.5D、3D 封装技术 CoWoS,应用领域广泛。CoWoS 是台积电研发的一种 2.5D 和 3D 封 装技术,由“CoW”和“WoS”组成,即,堆叠芯片并将其封装到衬底上。其中,逻辑芯片和 HBM 通过微小的金属线在插入器上互连,运用 TSV 技术将组件连接到基板,最终通过焊球连接 到外部电路。根据中介层的不同,CoWoS 可分为三种类型。CoWoS_S 使用硅衬底作为中介层; CoWoS_R 使用 RDL 作为中介层;而 CoWoS_L 使用插入器与 LSI 芯片进行芯片间互连,并使用 RDL 层进行功率和信号传输。CoWoS 可广泛应用于高性能运算 HPC、AI、数据中心、5G、物联 网、车用电子等领域。

CoWoS 技术在密集度、速度及可靠性、性价比等方面具有优势。1)高度密集:实现多个芯片高 度集成,在更小的空间内提供更强大的功能;2)高速和高可靠性:芯片与晶圆直接相连,提高 信号传输速度和可靠性。还可缩短电子器件的信号传输距离,减少传输时延和能量损失;3)高 性价比:可避免传统封装技术中的繁琐步骤(铜线缠绕、耗材成本高等),从而降低芯片的制造、 封装成本,提高生产效率。

CoWoS 市场需求激增,台积电产能受限,其他封测厂参与代工。AIGC 驱动英伟达、AMD 等公 司的高性能计算芯片 GPU、CPU 等需求井喷,而这些芯片多采用台积电 CoWoS 封装。23 年 6 月股东常会,台积电证实 CoWoS 产能吃紧,据台湾经济日报,此缺口达一至二成。台积电 CEO 魏哲家表示,供不应求的情况将持续到2025年。台积电产能的限制造成需求外溢,多家设备厂商 已接到扩产急单。日本机构分析师指出,英伟达 23 年二季度开始推动建立非台积电的 CoWoS 供 应链。参与厂商中,晶圆代工厂联电负责前段 CoW 部分的硅中介层供货,封测厂 Amkor、日月 光投控旗下矽品负责后段 WoS 封装。 类似 CoWoS 封装解决方案已产生,国内外多家龙头投入研发。24 年 1 月,英特尔宣布已量产 Foveros 3D 封装技术,规划到 2025 年产能增加四倍;而三星也在 20 年 8 月公布其 X-Cube 3D 技术已可投入使用,预计2024年量产,与台积电在封装技术领域形成竞争。国内,联电与代工厂 合作中介层相关技术,并具备 CoWoS 整套制程的完整解决方案,预计 23 年下半年或 24 年初量 产;封测大厂力成宣布与华邦电子合作,共同开发 2.5D CoWoS 及 3D 先进封装业务。随着 AI 芯 片的需求增长,预计接下来先进封装市场将呈现新的竞争格局。

3.2 公司具备量产 Chiplet 能力,已为 AMD 供产

FO、2.5D/3D、MCM 等技术取得突破,支持 Chiplet 研发。在先进封装方面,公司超大尺寸 FO 及 2.5D 等新技术、产品,2023 年已进入产品考核阶段;3D 低成本技术方案完成工程验证; 在多芯片 MCM 技术方面已确保 9 颗芯片的 MCM 封装技术能力,实现最高 13 颗芯片集成及 100 ×100mm 以上超大封装。 公司具备规模生产 Chiplet 能力,7nm 产品量产并创收。21 年公司已建成国内顶级 2.5D/3D 封装 平台(VISionS)及超大尺寸 FCBGA 研发平台,并完成高层数再布线技术开发,可为客户提供晶 圆级和基板级 Chiplet 封测解决方案。公司已大规模生产 Chiplet 产品,7nm 产品已大规模量产, 营收约占通富超威苏州、通富超威槟城总营收 80%,达 66.1 亿元;同时,5nm 产品已完成研发 即将量产。22 年公司自建 2.5D/3D 产线全线通线,1+4 产品及 4 层/8 层堆叠产品研发稳步推进。 2023 年 4 月,石明达在股东大会上表示,5nm 产品带来的营业收入占通富超威苏州、通富超威槟 城总营收比例超两成,同时 4nm 产品也正在开发。

行业龙头企业先进封装领域技术实力强大,公司具备差异化优势。行业地位上,通富微电在集成 电路封装领域,与长电科技、华天科技等龙头企业共处于第一梯队,拥有 SiP、bumping、FC 等 先进技术,并提供晶圆级封测服务。行业龙头企业均涉及先进封装领域并具备相应技术能力,公 司依靠 FC、FO、RDL 等技术,形成差异化优势:公司已完成 5nm 制程的 FC 技术产品认证,并进行应用于 5G 手机高性能处理器芯片的 FC 封装技术开发;FO 技术达到世界先进水平,高密度 扇出型封装平台完成 6 层 RDL 开发;RDL 已实现 5 层 RDL 超大尺寸 65×65nm 封装;多方面技 术助力公司提供多样化的 Chiplet 封装解决方案,增强竞争力。

3.3 AI 算力需求提升,MI300 系列或将放量

高算力需求催生 AI 芯片市场发展,加速器市场前景可观。OpenAI 研究指出,12 年以来,最大的 AI 训练对于算力的消耗已经增长了 30 万倍,平均每 3、4 个月就翻倍。全球 AI 技术发展逐渐成 熟,产业商业化应用加速落地,推动全球 AI 芯片市场高速增长。IDC 预计,25 年 AI 芯片市场规 模将达 726 亿美元;其全球范围调研显示,AI 服务器 GPU、ASIC 和 FPGA 的搭载率将持续增 高。受益于 AI 产业化进入新阶段,AMD 预测,数据中心和 AI 加速器市场规模有望由 23 年的 300 亿美元提升至 26 年的 1500 亿美元。

MI 300 系列在 AI 算力、内存方面更具优势,产能更有保障。23 年 6 月,AMD 发布 AI 芯片 MI300 系列,旨在为 Generative AI 工作负载和 HPC 应用程序提供领先性能。MI300X AI 算力是英伟达 H100 SXM 的 1.3 倍,将极大提升生成式 AI 的大语言模型的处理速度。同时内存带宽和容量更具 优势。就基础规格而言,MI300X 的浮点运算速度比 H100 高 30%,内存带宽比 H100 高 60%, 内存容量更是 H100 的两倍以上。生产方面,据 DigiTimes,尽管受限于 CoWoS 产能问题,AMD 新一代 Instinct MI300 系列加速器预计 2024 年出货仍可达 30-40 万颗,满足客户需求。

MI300 有望为通富贡献持续增量。公司是 AMD 最大的封测供应商,目前已经参与 MI 300 封测。 未来随高性能运算和 AI 需求的释放,MI 300 系列预计放量,CoWoS 封装的 WoS 环节将更多放 在第三方封测厂进行,而 MI300 系列新品均采用 Chiplet 封装,通富微电可发挥技术优势,与 AMD 加深合作。伴随对于 AI 芯片封测需求的不断增长,23 年上半年,通富超威槟城持续推进新 建厂房并购买设备和原材料,为未来扩大生产做准备,项目建成后将有能力承揽更多 AMD MI300 系列业务,为公司营收贡献持续增量。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)



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