2023年先进封装产业链专题报告：环氧塑封料产业链迎风起

1.1. 先进封装带动封装材料更迭，引线框架逐步被封装基板取 代

封装材料向高标准演进。当前，集成电路芯片朝着大尺寸、高集成度、 小特征尺寸和高 I/O 方向发展，对封装技术提出了更高要求，这与封装 材料的性能提升及成本下降是离不开的。封装材料主要包含包封材料、 芯片粘结材料、引线框架、键合金丝等。一般而言，先进封装与传统封 装的主要区别在于是否主要采用打线封装。传统封装工艺采用单颗芯片 通过焊线方式封装到基板或引线框架上。而先进封装形式更加多维：如 用倒装焊代替引线焊接，提高了互联密度及电性；用焊球阵列代替引线 框架外引脚，提高了 I/O 数量、封装密度及电性能；晶圆级封装则用芯 片工艺代替了传统封装工艺；芯片尺寸封装带来封装效率的持续提升； 3D 则使封装密度和性能进一步发展。以当前先进封装的主流倒装类封 装作为代表，在材料结构上，引线框架被封装基板取代，键合丝用量降 低，BGA 倒装焊球取代键合丝以获得更多 I/O 数量，包封用树脂材料要 求更高，向着高导热、高机械强度、高粘结性、低吸水率和低应力方向 发展。

1.2. 中国封装材料市场规模达 463 亿元，核心材料向高端化转 变

2022 年全球封装材料市场为 261 亿美元，除基板材料外，导线架、键合 丝及树脂包封材料占据前列。根据 SEMI 最新统计，2022 年全球封装材 料市场达到 261 亿美元，预计 2027 年全球封装材料市场有望达到 298 亿 美元，CAGR 为 2.6%。其中，受到先进封装市场拉动，其核心材料封装 基板占比最高，达到 57.5%。除封装基板外，传统封装代表引线框架排 名第二，占据 17.5%，键合丝占据 12%。包封材料作为目前主流封装均 需用到的核心材料，占据 5.8%市场份额。其次为底部填充胶、芯片粘结 胶等其他材料。2022 年国内半导体封装材料市场规模达到 463 亿元，由 于国内市场中传统封装占比更高，封装基板占比仅 27%，键合丝/引线框 架/包封材料占比达到19%/18%/17%。随着国内先进封装占比逐渐提升、 封装材料不断升级，除封装基板外，预计包封材料、底部填充胶、芯片 粘结胶等材料利润水平将逐步提升。

2.1. 环氧塑封料高端化需求高增，国企加速布局

环氧塑封料占包封材料 90%市场，具备典型“一代封装，一代材料”特 性。包封材料为芯片封装核心材料，占据封装材料成本的 10~20%，在传 统及先进封装中均占据重要地位，用于保护半导体免受外部环境的影响 （热、水、湿气、机械冲击等），维持电路的绝缘性能，并起到应力缓和 作用。环氧树脂模塑料（Epoxy Molding Compound, EMC）是以环氧树脂 为基体树脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等填料，以及添 加多种助剂混配而成的粉状模塑料。2022 年，全球 EMC 市场达到 22 亿 美元，预计 2030 年有望达到 34 亿美元。按下游应用拆分，半导体用环 氧塑封料占比约为 64%。中国包封材料市场规模达到 77.2 亿元，近 5 年 CAGR 达到 5.8%。其中，环氧模塑料是芯片主要的包封材料，占 90%以 上的份额。根据测算，2022 年，中国环氧模塑料中，传统封装用 EMC占比 93%，先进封装用 EMC 占比 7%。当前传统封装用 EMC 仍是国内 EMC 厂商主要品类，其更新迭代主要受制于研发周期、技术壁垒、客户 验证周期等一系列要求。EMC 具备典型的“一代封装，一代材料”特征， 性能与封装形式高度相关，一般而言，下游厂商已有产品替换需求不大。 但在半导体产业链国产化需求空前高涨的当下，利用类似产品替代原进 口产品的替换需求以及下游厂商新型芯片所需 EMC 的新增需求有望拉 动 EMC 市场快速增长。例如，LMC（液态环氧塑封料）、GMC（颗粒状 环氧塑封料）被应用于 FOWLP、2.5D/3D 等高端先进封装中，将成为环 氧塑封料新增长点。

环氧塑封料壁垒高，客户黏性极强。环氧塑封料技术壁垒主要体现在配 方及工艺上，封装技术的持续演进对其提出更苛刻的性能要求。例如， QFN/BGA、FOWLP/FOPLP 等不对称的封装形式而增加了对翘曲的控制 要求。环氧塑封料投资强度约为 1~2 亿/万吨。从价格端，也呈现出“一 代封装，一代材料”特征，TO、DIP 封装用环氧塑封料在 15~30 元/kg， SOT/SOP 类封装用则在 30~80 元/kg，至先进封装用环氧塑封料则呈现 出几倍价格差距，例如 HBM 用 GMC 材料价格高达 200~300 元/kg。环 氧塑封料的壁垒也在于该行业极强的客户黏性，主要体现在：1）高端半 导体封装材料由外资厂商垄断，国内企业研发出的环氧塑封料需要得到 芯片设计公司及封装厂商的广泛认可，设计端及封装端的切换意愿、对 外资产品成功替代的示范效应、客户试错成本等直接影响到企业放量速 度；2）环氧塑封料验证周期长，第二阶段封装产品需要至少 6 个月，车 用电子类产品则需要 1~4 年验证周期。从产品研发到终端放量呈现典型 “J”型增长，成熟稳定供应可能需要 3~5 年。环氧塑封料行业一旦进入， 也难以退出，盈利水平将随下游需求维持稳定。

环氧塑封料目前仍被日、韩企业垄断，台湾企业以其低成本优势占据基 础型环氧塑封料主要市场。住友电木市占率高达 40%，Resonac 紧随其 后，国内企业主要为衡所华威、华海诚科等。目前国内主要占据中低端 市场，在先进封装等高端市场已取得进展，随着半导体产业链国产化转 移，预计验证、放量时间将大幅缩短，迎来盈利双增。例如，华海诚科的高端产品 LMC 已在通富微电、华进半导体等开展工艺验证，GMC 已 通过佛智芯的验证，自主研发的专用设备已经具备量产能力。

2.2. 液体底填胶为先进封装核心材料，国企加速布局

液体底填胶可有效释放机械应力，为先进封装核心基础材料。在早期 IBM 公司的 C4 技术应用中，倒装芯片安装在陶瓷基板中，由于硅和陶 瓷材料热膨胀系数（CET）类似（Si：5 ppm/℃ vs 陶瓷：4.5~7 ppm/℃）， 热机械应力能够匹配。但随着有机基板的引入，例如 FR-4 环氧树脂的 热膨胀系数高达 15.8 ppm/℃，由于 CET 失配导致焊点热应力而发生疲 劳失效。因此，需要引入底部填充胶（Underfill），以缓解倒装芯片焊料 及基板见的热应力失配。从使用场景上来看，底部填充胶主要分为两种， 一种是属于板级封装的（焊）球栅阵列底部填充胶(BGA Underfill)，用于 封装基板与 PCB 印制电路板之间互连的焊球之间的填充，精度为毫米 级；另一种是属于芯片级封装的倒装芯片底部填充胶(Flip-Chip Underfill)， 用于芯片与封装基板互连凸点之间间隙的填充，精度一般为微米级。由 于底填胶具有黏度低、流动快、可靠性高、固化时间短、耐热和机械冲 击等优点，通过毛细作用形成牢固的填充层后，可以起到保护焊点、减 轻封装应力损伤的作用。底部填充胶同环氧塑封料的基本组成类似，包 含填充剂（50~70%）、电子级环氧树脂（15~30%）、硬化剂（5~15%，环 氧树脂、苯酚、胺、多元醇等）、稀释剂（5~15%）及其他增韧剂、促进 剂等添加剂组成。

底填胶难度高于一般环氧塑封料。半导体集成电路技术已实现了从 1D 到 2.5D/3D，并伴随着局部功率密度达到 100W/cm2 以上，高效散热是保 证芯片可靠性和性能的关键，对底部填充胶提出了高要求，需要同时具 有高导热系数（>1.0 W·m-1 ·K-1）、高电阻率（>1012Ω·cm）、低黏度（298K 时398K）、低介电常数 （298K和1kHz时