IC 封装基板是芯片封装环节的核心材料,具有高密度、高精度、高性能、小型化 及薄型化等特点,与晶片、引线等经过封装测试后共同组成芯片。IC 封装基板不仅为 芯片提供支撑、散热和保护作用,同时为芯片与 PCB 之间提供电子连接,起着“承上启 下”的作用,甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。 封装基板的引入是从传统封装向先进封装迈进的标志性事件,以引线键合(WB) 为主的传统封装形式无法满足多引脚的产品需求时,以倒装(FC)为代表的先进封装 逐渐发展,封装基板在实现多引脚、缩小封装尺寸、提高布线密度等方面具有突出优 势,是先进封装中非常重要的一环。从成本端看,WB 类封装基板在芯片封装总成本 (不含晶片成本)中占比约为 40%-50%,而 FC 类封装基板在芯片封装总成本(不含 晶片成本)中则更高,占比约为 70%-80%。

封装载板可以按照基板和封装方式分类。 按基材可分为硬质封装基板、柔性封装基板和陶瓷封装基板,其中硬质封装基板 应用最为广泛。硬质封装基板按主要原材料可分为 BT 封装基板(MEMS、通信和内存 芯片、LED 芯片)、ABF 封装基板(应用于 CPU、GPU 和晶片组等大量高端芯片)和 MIS 封装基板(应用于模拟、功率 IC、及数字货币等市场领域)。其中 BT 封装基板和 ABF 封装基板应用最为广泛。BT 树脂基板材料具有高耐热性、抗湿性、低介电常数和 低散失因素等多种优势,最初是由日本三菱瓦斯研发出来,由双马来酰亚胺与氰酸酯 树脂合成制得。BT 基板不易热涨冷缩、尺寸稳定,材质硬、线路粗,全球约有 70%以 上 IC 载板使用 BT 材料。ABF 基板材料引脚数量多,传输速率高。ABF 树脂是由 Intel 主导研发的材料,日本味之素占据了绝大部分的市场份额,由环氧树脂/苯酚硬化剂、 氰酸酯/环氧树脂和带有热固性烯烃的氰酸酯制成。柔性封装基板主要材料及应用领 域:PI、PE(应用于汽车电子,消费电子同时也可以应用于运载火箭、巡航导弹和空间卫星等军事领域)。陶瓷基板主要材料及应用领域:氧化铝、氮化铝、碳化硅(应用 于半导体照明、激光与光通信、航空航天、汽车电子、深海钻探等领域)。

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按照 IC 封装基板与晶片连接侧的封装工艺不同,封装基板可分为引线键合 (WB)封装基板与倒装(FC)封装基板。按照基板与 PCB 连接侧的封装工艺不同, 封装基板可分为球栅阵列封装(BGA)、插针网格阵列封装(PGA)、栅格阵列封装 (LGA)、芯片尺寸封装(CSP)、板在芯片上封装(BOC)等。同时依据半导体 IC 载 板实际制造的难易程度、市场规模和发展趋势,将 IC 载板分为入门类、一般类和高端 类。入门类:包括 BOC、PBGA、CSP、SiP、简单的 FCCSP(Tenting/MSAP 工艺) 等。一般类:包括一般的 FCCSP(SAP 工艺)、ETS、EPS、一般的 FCBGA(非 CPU 类)等。高端类:包括复杂的 FCCSP(EAD/PLP 等)、复杂的 FCBGA(CPU 类)。按 照应用领域不同,封装基板可分为存储芯片封装基板、逻辑芯片封装基板、传感器芯 片封装基板以及通信芯片封装基板等。根据华经产业研究院数据,IC 载板下游主要应 用于移动终端(26%)、个人电脑(21%)、通讯设备(19%)、存储(13%)、工控医疗 (8%)、航空航天(7%)、汽车电子(6%)。

IC 封装基板厂商的上游供应商主要为金盐、覆铜板、PP 等材料制造商,下游客户 主要为 IC 封测企业。在半导体产业链中,IC 封装基板企业位于产业链的中上游。

相较于普通 PCB,IC 封装基板在线宽/线距、板厚、制备工艺等多项技术参数上 都要求更高。PCB 板线宽/线距通常在 50-100μm 之间,板厚通常在 0.3-7mm 之间,无 法满足芯片封装的技术要求;HDI 板线宽/线距通常在 40-60μm 之间,板厚通常在 0.25- 2mm 之间;IC 封装基板线宽/线距在 8-40μm 之间,板厚在 0.1-1.5mm 之间。

根据基板基材、封装工艺的不同,封装基板的核心性能参数及下游应用领域也存 在较大差异。

随着晶圆制程技术路径演进,为了提高线密度、传输效率和抗信号干扰,封装方 式正从引线键合(WB)转变为倒装(FC)。为实现电子产品的小型化和多功能化,未 来多芯片封装会取代单芯片封装。随着人工智能的快速发展,下游 AI 以及 HPC 相关 产品需求增加,具有更加高性能的高层板(>22L)以及大尺寸基板(>100mmSQ)是 未来发展趋势。


(报告出品方/作者:东吴证券香港,陈睿彬)