中國半導(dǎo)體引線框架產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
引線框架是半導(dǎo)體封裝的基礎(chǔ)材料,其作為集成電路的芯片載體,借助于鍵合材料(金絲、鋁絲、銅絲)實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的電氣連接,形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件,起到和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用。其主要功能就是為電路連接、散熱、機(jī)械支撐等作用。
半導(dǎo)體封裝發(fā)展的歷史證明,封裝材料在封裝技術(shù)的更新?lián)Q代過程中具有決定性的作用,基本形成了一代封裝、一代材料的發(fā)展定式。不同的半導(dǎo)體封裝方式需要采用不同的引線框架,因此半導(dǎo)體封裝方式的發(fā)展趨勢(shì)決定了引線框架的發(fā)展趨勢(shì)。
總體上半導(dǎo)體封裝方式受表面安裝技術(shù)的影響,近年來不斷在向薄型化、小型化方向發(fā)展。
2半導(dǎo)體引線框架的行業(yè)現(xiàn)狀
2.1世界引線框架行業(yè)的現(xiàn)狀
表1是2004~2013年全球引線框架市場(chǎng)規(guī)模情況,從表中可看出,全球引線框架市場(chǎng)總體呈較快增長態(tài)勢(shì),受世界金融危機(jī)影響,2008下半年年至2009上半年,世界引線框架市場(chǎng)伴隨著全球經(jīng)濟(jì)萎靡,受到嚴(yán)重沖擊,出現(xiàn)下滑,但緊跟著2009年下半年開始世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,半導(dǎo)體封裝市場(chǎng)得到快速回溫,引線框架需求量也快速增長,到2010年,世界引線框架市場(chǎng)基本恢復(fù)到了金融危機(jī)前的增長水平,2011年后,由于受歐債危機(jī)等因素影響,世界經(jīng)濟(jì)增長放緩,引線框架的市場(chǎng)需求也受影響,增長速度放緩。
2013年較2012年,雖然產(chǎn)量提升5.7%,但銷售額只增長1.8%,主要是銅材價(jià)格下跌引起。
表12004~2013年世界引線框架市場(chǎng)規(guī)模
表2是2009~2013年世界半導(dǎo)體引線框架產(chǎn)量規(guī)模情況,從數(shù)據(jù)上看,框架產(chǎn)量總體會(huì)緩慢增長,這一趨勢(shì)目前沒有大的變化。
表22009~2013年世界半導(dǎo)體引線框架產(chǎn)量規(guī)模單位:百萬(M)
來自:SEMIIndustryResearchandStatistics,December2013,
2.2國內(nèi)引線框架發(fā)展現(xiàn)狀
2.2.1國內(nèi)引線框企業(yè)在國際市場(chǎng)中的地位
表3是SEMI統(tǒng)計(jì)的2012年及2013年全球引線框架市場(chǎng)分布情況。從表中可看出,2013年,世界引線框架生產(chǎn)廠家市場(chǎng)供應(yīng)格局沒有發(fā)生大的變化,仍以日韓及中國臺(tái)灣等外資企業(yè)為主,但國內(nèi)企業(yè)在國際引線框架市場(chǎng)中的地位不斷上升。
表32010、2012年引線框架市場(chǎng)分布
從表中可看出,2013年,世界引線框架生產(chǎn)廠家市場(chǎng)供應(yīng)格局沒有發(fā)生大的變化,仍以日韓及中國臺(tái)灣等外資企業(yè)為主,但國內(nèi)企業(yè)在國際引線框架市場(chǎng)中的地位不斷上升,寧波康強(qiáng)電子已排名全球第8位。
另外,從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,上表中的絕大多數(shù)國外企業(yè)都有蝕刻框架,而國內(nèi)框架企業(yè)中,蝕刻框架明顯是個(gè)短板,基本被國外企業(yè)壟斷(見表4、表5)。目前高密度蝕刻框架,國內(nèi)只有康強(qiáng)電子一家形成了大批量供貨的能力。
因此,國內(nèi)框架企業(yè)在沖壓框架上,具備了國際抗?fàn)幍哪芰?,但在蝕刻框架上,國內(nèi)企業(yè)才剛剛開始打破國外壟斷,任重而道遠(yuǎn)。
表4世界全球主要沖壓引線框架供應(yīng)商
表5世界主要蝕刻引線框架供應(yīng)商
2.2.2國內(nèi)引線框架企業(yè)的技術(shù)及價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)能力
(1)技術(shù)能力:及時(shí)跟上了國際封裝客戶對(duì)框架的高密度化及寬排化發(fā)展的需求,但與國際先進(jìn)水平還是有一定差距
隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展,對(duì)集成電路及分立器件的性能要求越來越多樣化,對(duì)產(chǎn)品可靠性的要求也越來越苛刻,同時(shí),成本還要越來越低。如此不斷推動(dòng)引線框架朝著高密度、高可靠性、低成本邁進(jìn)。
目前集成電路的主要發(fā)展趨勢(shì)是高密度、高腳位、薄型化、小型化,封裝方式從最初的DIP封裝方式逐步向SOP、QFP、BGA、CSP等封裝方式發(fā)展。隨著數(shù)字電視、信息家電和3G手機(jī)等消費(fèi)和通信領(lǐng)域技術(shù)的迅猛發(fā)展,集成電路市場(chǎng)對(duì)高端集成電路產(chǎn)品的需求不斷增加,集成電路設(shè)計(jì)公司和系統(tǒng)整機(jī)企業(yè)對(duì)QFP高腳數(shù)產(chǎn)品及MCM、BGA、CSP、SiP等中高端封裝產(chǎn)品的需求已呈現(xiàn)較大的增長態(tài)勢(shì)。因此,新型高密度引線框架開發(fā)速度明顯加快,而傳統(tǒng)的DIP/SOP/TSOP、SOT等引線框架也往多排方向發(fā)展。
半導(dǎo)體分立器件包括二極管、光電二極管、三極管和功率晶體管。分立器件封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)以片式器件為發(fā)展方向,以適應(yīng)各種電子設(shè)備小型化、輕量化、薄型化的需要。一是往小型化方向發(fā)展,由常用的SOT‐23、SOD‐123型向尺寸更小的,如SOD‐723/923等封裝型式發(fā)展;二是片式小型化往功率器件方向延伸,從1W功率的SOT‐89一直到功耗10W的TO‐252以及功率更大的大功率封裝,如TO‐247、TO‐3P等;三是往更大尺寸、更大體積以滿足各類更大功率的新型電力電子封裝,如全壓接式大功率IGBT及各類封裝模塊等。這對(duì)分立器件及功率器件引線框架發(fā)展也提出了完全不同的兩個(gè)方向:一是往微型化高密度發(fā)展,二是往大功率模塊化發(fā)展。
我國半導(dǎo)體封裝業(yè)整體水平和全球主流技術(shù)還存在一定的差距,主要集成電路封裝技術(shù)還處于表面貼裝階段水平,國內(nèi)本土集成電路封裝測(cè)試企業(yè)主要采用的封裝形式是DIP、SOP、PLCC以及QFP等傳統(tǒng)技術(shù),產(chǎn)品大都屬于中低檔類,附加值較高的BGA、FC、CSP等高尖封裝技術(shù)目前還未完全掌握,而外資封裝測(cè)試廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在全球生產(chǎn)資源配置,多采用主流BGA、CSP、MCM、MEMS等封裝形式,技術(shù)水平高于國內(nèi)本土企業(yè)。
隨著中高檔封裝形式(SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA等)市場(chǎng)需求不斷增長,引線框架的設(shè)計(jì)不斷向多排、MTX、小基島、IDF方向發(fā)展,電鍍朝著寬排、環(huán)鍍方向發(fā)展。目前國內(nèi)主要供應(yīng)70×250mm框架,83×250mm的框架也已在部分產(chǎn)品上進(jìn)行,開始批量供貨,而國外廠商主要適用的框架片寬片長都是78×250mm以上,以后會(huì)朝著90×290mm更大的片寬設(shè)計(jì)。沖壓朝著深打凸、引線小間距方向發(fā)展,目前國內(nèi)供應(yīng)的框架引腳間距在3.9mil,引腳寬在4.3mil,而國外廠商要求引腳間距最小3.6mil,引腳寬最小3.8mil。高檔引線框架目前依然依賴于進(jìn)口,特別是細(xì)間距、多引腳產(chǎn)品。
(2)、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)能力:國內(nèi)企業(yè)一直在國際市場(chǎng)上有價(jià)格優(yōu)勢(shì),但與國外框架供應(yīng)商的差距在縮小,面臨產(chǎn)品升級(jí)換代的壓力
在產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)方面,價(jià)格下調(diào)的壓力仍然是行業(yè)內(nèi)各生產(chǎn)廠家需要長時(shí)間面對(duì)的問題,尤其在材料成本和人力成本迅猛增長的今天,怎樣將生產(chǎn)效率化、自動(dòng)化,是各個(gè)引線框架生產(chǎn)廠家亟待解決的難題。
隨著勞動(dòng)力成本的快速增長及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,國內(nèi)引線框架企業(yè)的利潤空間大受壓縮,為此,引線框架企業(yè)需進(jìn)一步投資進(jìn)行技術(shù)改造,提升效率同時(shí)還需擴(kuò)大規(guī)模,以降低單位產(chǎn)品成本,提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,但對(duì)規(guī)模較小的引線框架企業(yè)將面臨困難。
2.2.3國內(nèi)引線框架市場(chǎng)需求:仍在增長,但增速明顯減慢
2013年,雖然受全球經(jīng)濟(jì)不景氣影響,封裝企業(yè)面臨市場(chǎng)壓力較大,但從整體上看,大型國際封測(cè)企業(yè)如INTEL、AMKOR、ASE、CHIPPAC、SAMSUNG等前幾年在國內(nèi)大手筆投資建廠,產(chǎn)出在提升,推動(dòng)國內(nèi)封測(cè)市場(chǎng)有較穩(wěn)定增長,相應(yīng)的引線框架需求量也有一定增長。
國內(nèi)本土的封裝企業(yè)2013年發(fā)展還是有較大發(fā)展,長電科技、通富微電、華天科技、華潤安盛這樣的大型優(yōu)秀企業(yè)產(chǎn)量均有較大幅度上升,長電科技投資的宿遷工廠、滁州工廠;華天科技投資的華天科技園工廠、通富微電的三期擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目等都相繼投產(chǎn),不僅大大提高了引線框架市場(chǎng)需求量,而且也對(duì)高端封裝用的引線框架國產(chǎn)化提供了更大的發(fā)展空間,因此2013年國內(nèi)框架企業(yè)也有一定增長。但受銅材價(jià)格下降的影響,市場(chǎng)銷售總額比2012年略有增長,約在9.52億美元左右(見表6)。
表62006~2013年國內(nèi)引線框架市場(chǎng)規(guī)模
2.2.4國內(nèi)引線框架主要生產(chǎn)企業(yè)概況
中國的引線框架生產(chǎn)企業(yè)中,外資企業(yè)與國內(nèi)企業(yè)各占50%左右,主要集中在長江三角洲、珠江三角洲一帶。近幾年,中國西部地區(qū)引線框架產(chǎn)業(yè)也有了較大的發(fā)展。
表7是目前主要的外資引線框架企業(yè):
表7主要外資引線框架企業(yè)(以區(qū)域?yàn)樾?
表8是主要的內(nèi)資引線框架企業(yè):
表8主要內(nèi)資引線框架企業(yè)
為配合國內(nèi)封測(cè)市場(chǎng)的快速擴(kuò)張,近年來引線框架企業(yè)都進(jìn)行較大規(guī)模投資,進(jìn)行技改擴(kuò)產(chǎn)及產(chǎn)品升級(jí)。
沖壓引線框架方面,由寧波康強(qiáng)電子股份有限公司投資一億多元成立的江陰康強(qiáng)電子有限公司,已于2009年投產(chǎn),目前已建成10條電鍍線,銷售收入達(dá)到了2500萬元/月;由寧波華龍電子有限公司投資的泰興華龍電子有限公司,建成3條電鍍線并于2010年投產(chǎn),由廈門永紅科技有限公司投資的永紅科技(蚌埠)有限公司,建成3條電鍍線,于2012年開始試生產(chǎn)。另外,江蘇三鑫電子有限公司、天水華天科技集團(tuán)等都有投資新建引線框架廠并已投產(chǎn)。
蝕刻引線框架方面,自2009年開始,國外的一些引線框架企業(yè)都相繼在國內(nèi)建立蝕刻框架生產(chǎn)線,如日本三井、住礦等在廣東、上海、蘇州的蝕刻框架生產(chǎn)線相繼投產(chǎn),韓國LG在福州的蝕刻框架廠也已投產(chǎn),ASM的蝕刻框架原在新加坡馬來西亞生產(chǎn),最近正在籌劃在廣東建設(shè)蝕刻框架生產(chǎn)線,。寧波康強(qiáng)電子股份有限公司以承擔(dān)國家02重大科技專項(xiàng)“QFN高密度蝕刻引線框架研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目為契機(jī),建成了蝕刻框架生產(chǎn)線,已大批量生產(chǎn),產(chǎn)品經(jīng)客戶考核通過,達(dá)到國際一流水平,成為第一家生產(chǎn)高端蝕刻引線框架的國內(nèi)企業(yè)。同時(shí),該企業(yè)正在進(jìn)行新的技改項(xiàng)目,用以高密度引線框架及LED引線框架的擴(kuò)產(chǎn),總投資近6億元。
但同時(shí),一些引線框架企業(yè)由于各種原因,停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。如日立電線合并給了住礦、DCI準(zhǔn)備轉(zhuǎn)產(chǎn)、浙江華錦已停產(chǎn)。
發(fā)展趨勢(shì)與展望
3.1國內(nèi)引線框架企業(yè)面臨的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)
3.1.1市場(chǎng)需求發(fā)展趨勢(shì)
(1)國內(nèi)客戶市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)張
國內(nèi)半導(dǎo)體封裝企業(yè)近幾年發(fā)展很快,隨著長電科技、通富微電、華天科技、華潤安盛等企業(yè)新擴(kuò)產(chǎn)投資項(xiàng)目的投產(chǎn),引線框架需求將會(huì)有一個(gè)相對(duì)較快的增長。
表9是SEMI對(duì)全球不同地區(qū)引線框架市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),從表中可看出,未來幾年,中國的引線框架市場(chǎng)仍是全球增長最快的地區(qū)。
表92009~2017年世界各地區(qū)引線框架市場(chǎng)規(guī)模單位:百萬美元
(2)、國際封裝企業(yè)對(duì)國內(nèi)引線框架的需求將快速推進(jìn)
不僅是在國內(nèi)的外資企業(yè),在東南亞及臺(tái)灣的大型封裝企業(yè),都在積極開拓國內(nèi)引線框架供應(yīng)商,如安森美、安靠、ST、TI等。這將會(huì)給國內(nèi)的引線框架企業(yè)走向國際化發(fā)展提供很好的機(jī)會(huì)。同時(shí),促進(jìn)國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)及技術(shù)提升。
(3)、國內(nèi)封裝企業(yè)對(duì)蝕刻框架的配套要求迅速擴(kuò)張
蝕刻引線框架在國內(nèi)剛起步,基本被國外公司壟斷??上驳氖窃?009年,國內(nèi)誕生了首家引線框架企業(yè)嘗試在高密度蝕刻框架研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)行探索。寧波康強(qiáng)電子股份有限公司在國家大力振興與推動(dòng)我國集成電路制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升我國集成電路制造裝備、工藝及材料技術(shù)的自主創(chuàng)新能力的號(hào)召下,承接國家“十一五”、“十二五”“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”重大專項(xiàng)的子課題“高密度蝕刻引線框架”的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn),首家嘗試建立擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),掌握生產(chǎn)中高端高密度蝕刻型引線框架能力?,F(xiàn)在企業(yè)生產(chǎn)蝕刻框架的能力已初具規(guī)模,擁有多家國內(nèi)、國外知名封裝企業(yè)客戶,供貨量快速提升,已在多家企業(yè)大批量供貨,取代進(jìn)口。且企業(yè)在進(jìn)行大規(guī)模的資金及設(shè)備投入,預(yù)期在二、三年內(nèi),企業(yè)將實(shí)現(xiàn)蝕刻框架生產(chǎn)能力大飛躍,改變國內(nèi)封裝企業(yè)在蝕刻框架采購上依賴進(jìn)口的局面。
3.1.2技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)
(1)寬排及高密度的技術(shù)要求
封裝企業(yè)面臨的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)日趨嚴(yán)重,各企業(yè)為了有相對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),一是通過提高封裝密度以減少材料消耗來實(shí)現(xiàn),二是通過提高生產(chǎn)效率以減少單位產(chǎn)品的固定費(fèi)用,這兩個(gè)方面都要求引線框架配合開發(fā)出高密度及多排框架。因此,對(duì)引線框架的生產(chǎn)企業(yè)必須進(jìn)行技術(shù)提升,開發(fā)出更加精密的沖制模具及大區(qū)域電鍍?cè)O(shè)備及局部電鍍技術(shù)。引線框架的寬度,2011年主流是50~60mm,2012年已使用60~70mm,2013年向70~80mm邁進(jìn)。像SOP8/SOP16等產(chǎn)品,已開發(fā)12排框架,寬度達(dá)到83mm。預(yù)計(jì)到2015年前后,引線框架寬度將將達(dá)到90~100mm。
寬排產(chǎn)品及高密度框架,帶來了設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)的高提升要求,這將導(dǎo)致引線框架企業(yè)的較高投入要求及研發(fā)能力的提升,對(duì)行業(yè)內(nèi)企業(yè)會(huì)有重新定位的需要。因此,最近兩年引線框架企業(yè)的投入還需加大。
(2)產(chǎn)品可靠性技術(shù)的挑戰(zhàn)
隨著客戶對(duì)封裝產(chǎn)品可靠性的要求越來越高,封裝企業(yè)也開始轉(zhuǎn)向要求引線框架企業(yè)配合開發(fā)新的引線框架技術(shù),其中目前最流行的是引線框架的表面處理技術(shù),通過對(duì)引線框架的特殊表面處理,達(dá)到框架與塑封料的緊密結(jié)合,提高產(chǎn)品的可靠性。
(3)成本控制技術(shù)的提升會(huì)對(duì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用進(jìn)一步明顯
近幾年,引線框架的毛利率空間越來越小,而與之相反的是,勞動(dòng)力成本及管理成本卻不斷增加,使引線框架企業(yè)的利潤空間非常小,有些企業(yè)甚至虧損。因此,成本控制對(duì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用進(jìn)一步明顯,企業(yè)不僅要從管理上控制,還要從技術(shù)提升上來控制成本。其努力的兩個(gè)方向,一個(gè)是通過技術(shù)改造提升生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,另一個(gè)開發(fā)自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備,減少員工數(shù)量,降低勞動(dòng)力成本。
3.1.3.國內(nèi)引線框架行業(yè)存在的問題
(1)、受原材料制約的影響更加突出
迫于成本控制的需要,國產(chǎn)銅帶代替進(jìn)口的呼聲強(qiáng)烈,但國產(chǎn)銅帶的品質(zhì)改善提高還跟不上市場(chǎng)的需求。
(2)、人才培養(yǎng)仍是不足
引線框架需設(shè)計(jì)、機(jī)械、材料、化工等多學(xué)科人才,市場(chǎng)的快速變化,現(xiàn)有技術(shù)人才提高不能滿足要求,逐漸轉(zhuǎn)向引進(jìn)國外同行的高端人才。
(3)、國內(nèi)企業(yè)的管理水平與國外企業(yè)比還有較大差距
國內(nèi)企業(yè)目前的質(zhì)量管理水平及技術(shù)管理能力,離國際高端封裝企業(yè)要求還有差距,真正與國際大公司配套,還有一段路要走。
3.結(jié)束語
整個(gè)2013年,全球經(jīng)濟(jì)增長逐漸放緩,引線框架作為半導(dǎo)體的一個(gè)重要的支撐業(yè),其增速也有所下滑,但是整體依然呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的態(tài)勢(shì),國內(nèi)數(shù)條蝕刻生產(chǎn)線的建立預(yù)示著國內(nèi)的引線框架產(chǎn)業(yè)正在往高端領(lǐng)域拓展。展望2013年,相信在國家出臺(tái)了《中國集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》之后,整個(gè)半導(dǎo)體集成電路行業(yè)將會(huì)更加明確集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路和目標(biāo),促使本土的引線框架行業(yè)在增加投入穩(wěn)步提升原有的產(chǎn)銷能力的同時(shí),積極開展高端產(chǎn)品研發(fā),使整個(gè)行業(yè)向更高端領(lǐng)域邁進(jìn)。