（报告出品方/作者：天风证券，潘暕）
1.IC载板，集成电路产业链封测环节关键载体
IC载板——集成电路产业链封测环节关键载体。集成电路产业链大致可以分为三个环节：芯片设计、晶圆制造和封装测试。封装基板是集成电路产业链封测环节的关键载体，占封装原材料成本的40-50%，其下游为半导体封测产业，如中国台湾的日月光、力成科技，国内的通富微电等。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，甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。封装基板与芯片之间存在高度相关性，不同的芯片往往需设计专用的封装基板与之相配套。
IC载板技术按照IC与载板的连接方式或载板与PCB的连接方式分类。IC与载板的连接方式分为覆晶（FlipChip，FC）及打线（WireBounded，WB）。载板与PCB的连接方式可分为BGA（BallGridArray，球闸阵列封装）和CSP（ChipScalePackage,晶片尺寸封装）。因此IC载板可分为四大类：WB-BGA、WBCSP、FCBGA和FC-CSP。按照应用领域的不同，封装基板又可分为存储芯片封装基板、微机电系统封装基板、射频模块封装基板、处理器芯片封装基板和高速通信封装基板等。
IC载板原材料主要有结构材料和化学品两类材料。从结构上来看，IC载板由导电层和绝缘层组成，导电层之间通过绝缘层隔开；材料端：IC载板原材料主要有结构材料和化学品两类材料。结构材料有树脂基板（ABF、BT）、铜箔和绝缘材料，其中树脂基板是成本最重的结构性材料。制程耗材包括干膜、油墨、金盐等。树脂基板、铜箔、绝缘材、金盐、钻针5项原材料在IC载板原材料成本中占比超过70%。
结构：一般来说IC载板结构是保留玻纤布预浸树脂（FR-5或BT树脂）作为核心层，再用增层材料、以上下对称的加层方式增加层数。ABF材料基板中则不用预浸玻纤布压合铜箔的铜箔基板，而采用电镀铜取代之，从而减少含玻纤树脂载板在镭射钻孔的难度。
树脂基板：树脂基板材料主要有BT、ABF、以及MIS三种。BT材质含玻纤纱层，不易热胀冷缩，具备高Tg、高耐热性、低Dk、低Df等特点，通常用于手机芯片、通讯芯片、内存芯片、LED等，主要供应商为三菱瓦斯、日立化成、松下电工、南亚塑胶；ABF线路较精密、导电性好、不需要热压过程，适合高脚数高传输IC，多用于CPU、GPU和芯片组等大型高端产品，主要的供应商为味之素和积水化学，此外还有晶化科技；MIS基板是一种新型技术，包含一层或多层预包封结构，每一层通过电镀铜来连接，具有更细的布线能力、更优的电和热性能。
铜箔：减成法可用9-18微米的极低粗糙度铜箔，SAP（半加成法）、mSAP（改良型半加成法）、Core-less工艺则需要使用1.5-5微米的超薄铜箔，主要供应商为三井铜箔，此外还有国内的方邦股份。
绝缘层（Pregreg）：绝缘层一般用于导电层隔绝，通常采用玻纤层加以化学材料成形制成。针对线路细密的IC载板，如FC-CSP制程，由于Pregreg含有玻纤层，难以蚀刻干净，通常采用ABFCorelss载板结构，需要引入日本味之素厂商生产的ABF膜作为绝缘层材料。加层部分需要根据实际需求以Pregreg代替以维持载板的支撑度。
2.从供需层面分析，IC载板为何短缺？
2.1.HPC+5GAiP打开载板市场空间，大陆晶圆扩产催化国内IC载板需求
IC载板引领PCB行业产值增长。Prismark数据显示，全球20年PCB产值为.2亿美元，yoy+6.4%，其中IC载板产值为.9亿美元，yoy+25.2%，增长幅度排名第一，其次为HDI，同比增长10.5%。展望未来，Prismark预测PCB行业·0-5年CAGR为5.8%，到5年全球PCB行业产值将达到.3亿美元，其中IC载板产值为.9亿美元，占比18.75%，20年到25年增长率为9.7%，引领行业增长。
2.1.1.高阶晶片封装带动ABF材料市场提升
大数据、人工智能、物联网、区块链、企业政府数字化转型、汽车智能化等新兴技术拉动全球计算力需求迅速增长。大数据、AI、高性能计算等新兴技术的发展，催生了海量数据和应用需求，目前存在明显的算力缺口，并且全球AI算力需求每3.5个月就会翻一倍。算力建设速度是明显滞后于算力需求增长速度，近年增速约为10%，算力缺口不断拉大。计算力与经济增长紧密相关，根据IDC发布的《0全球计算力指数评估报告》测算，计算力指数平均每提高1个点，数字经济和GDP将分别增长3.3‰和1.8‰。算力庞大的供需缺口叠加优秀的经济效应推动运营商、互联网巨头等积极开展算力基础设施建设，相关CAPEX显著增长。
计算力需求提升拉动HPC芯片市场规模。算力需求缺口的填充需要硬件基础设施的建设以及高性能计算芯片的应用。高性能计算(HPC)具有处理大型数据集和执行复杂计算的能力。它通常是指以某种方式聚合计算能力的实践，提供比典型台式计算机或工作站高得多的性能，以解决科学、工程或商业中的大型问题。HPC应用有助于提高性能、控制成本、加速计算。根据alliedmarketresearch数据，全球HPC芯片组市场规模预计将从年的43亿美元增长到7年的.8亿美元，-7年CAGR为15.6%。
分芯片类型来看，HPC芯片主要分为CPU、GPU、FPGA、ASIC：
1）GPU：完整技术生态叠加应用支撑，GPU赋能AI应用，AI成为GPU新的增长点。GPU最初的功能是图像渲染，但是由于其具备强大的并行计算能力，相比于CPU更适合机器学习、神经网络等AI算法。在AI领域的地位也越来越突出，尤其是应用于云端的训练和推理。GPU龙头Nvidia融合不同维度，芯片+微架构+指令集+编译器/操作系统/驱动+软件开发环境/编程框架+算法/库/开源项目+应用，实现从底层硬件到终端应用解决方案全覆盖，能够有效简化开发流程，缩短开发时间，在AI应用领域中渗透率极高。普通服务器GPU渗透率提升+AI服务器渗透率的提升+AI服务器中GPU数量显著增加将会整体带动GPU芯片量的高速增长。年全球GPU的市场约为.5亿美元，预计7年将达到.5亿美元,-7年CAGR超过30%。
2）FPGA：FPGA作为硬件编程性的器件，速度快且功耗低，且开发周期短，可广泛应用于通信、工业、数据中心、汽车电子、消费电子等领域。据MRFR数据，年全球FPGA市场规模约69.06亿美元.随着AI+5G的应用逐步展开，其市场规模有望在5年达到亿美元，-5年CAGR为10.42%。
3）ASIC：ASIC具有定制以及特定应用的特性，可实现体积小、功耗低、高可靠性、保密性强、计算性能高、计算效率高等优势，但是灵活性较差，成本价较高，适合针对特定应用场景进行定制化开发。随着各行各业数字化、智能化程度加深，不同应用领域差异性、复杂性也有所增加，对于芯片通用性要求降低，但成本、性能、功耗要求提升，会带动ASIC需求增加。根据产业信息网数据显示，年全球ASIC芯片市场规模约为33亿美元，预计到5年，全球ASIC市场规模将达到亿美元，-5年CAGR为39.86%。
HPC芯片需求增加叠加芯片设计封装创新提升ABF载板需求。HPC相关芯片封装需要用到ABF载板，因此HPC需求量增加会拉动ABF载板用量。在摩尔定律渐近失效的背景下，半导体领域从设计和先进封装发力提升晶体管密度，如AMD推出的chipset设计芯片，将7nm的运算单元和14nm的输入/输出存储单元整合在同一基板，提高运算效能但是晶片尺寸更大，消耗的ABF载板也更多。台积电推出的CoWoS（ChiponWaferSubstrate）封装技术和InFO-oS（整合型扇出既基板）以及英特尔推出的EMIB（EmbeddedMulti-dieinterconnectBridge）技术可以提升芯片性能，但是ABF载板面积高于单一IC，ABF用量增加。根据拓墣产业研究院预计，3年全球ABF载板月需求量将由年的1.85亿颗成长为3.45亿颗，-3年CAGR为16.9%，3年PC/服务器/AI芯片/5G基站用ABF占比约为47%/25%/10%/7%。
2.1.2.5GAiP模块增多衍生BT载板新需求
5G建设毫米波（24GHz-GHz）频段重要性凸显，5G毫米波建设持续推进。从频谱资源来看，毫米波可开发/待开发频谱资源更丰富，从传输特性来看，毫米波具有高带宽、低时延的特点，能够更好地满足5G对于系统容量、传输速率和差异化应用等需求。随着5G发展深入，毫米波重要性逐渐凸显。5G毫米波在全球继续保持强劲发展势头，美国和日本的所有主要运营商均已部署5G毫米波，欧洲和东南亚近期也开展了5G毫米波部署，澳大利亚和拉丁美洲等国家及地区很快将跟进，预计中国也将在明年年初为北京冬奥会部署5G毫米波。
5G手机渗透率提升叠加毫米波机型占比提升，支持毫米波终端数量将大幅增长。年为5G商业化元年，0年5G手机销量大幅增长，据IDC预测，1年5G手机出货量可以达到5亿部，5G手机渗透率持续提升。受益于5G毫米波建设的推进，支持毫米波频段的5G机型占比也会进一步提升。
AiP封装技术是5G毫米波手机的主流天线方案。毫米波的高工作频率可以提升带宽和传输速率，但是相应的传播损耗也会增加，因此缩短天线和射频前端器件的距离有助于减少传输损耗。同时由于5G支持频段数目增加，射频前端器件、天线数增加，但是手机轻薄化的长期趋势不变，所以提高天线集成度成为必然趋势。集成天线包括片上天线（AoC）和封装天线（AiP）两大类型。AoC技术通过半导体材料与工艺将天线与其它电路集成在同一个芯片上。考虑到成本和性能，AoC技术更适用于太赫兹频段。AiP技术是通过封装材料与工艺将天线阵列、RFIC（或/及电源管理IC）与连接器构成模块式方案。由于天线和射频IC之间之间路径较短，传播损耗较小且制程相对成熟，能够很好地兼顾了天线性能、成本及体积，是目前毫米波手机使用的主流设计方案。0年苹果首款5G手机iPhone12毫米波机型以及高通5G毫米波方案都采用了AiP模块封装工艺。
5GAiP模组逐步放量拉动BT载板需求。AiP模块则是将短天线、射频芯片等封装在一模块内，因此将衍生出AiP之载板需求。AiP模组中影响天线性能的主要因素是基板的材料和厚度、介电常数(DK)和介质损耗(DF)。AiP所需BT载板是其他应用的4-5倍，带动BT载板需求大增。
2.1.3.国内晶圆厂扩产催化，国内IC载板需求大幅提升
国内IDM、晶圆厂产能陆续投放带动国内封测需求进一步提升。在国家政策的大力支持、不断扩大的消费电子市场、庞大的电子制造业基础以及劳动力成本优势背景，国内半导体产业迅速发展，根据中国半导体协会公布(CSIA)的数据来看，年国内集成电路市场规模为.30亿元，同比增长15.77%，-年CAGR为19%。其中集成电路封测行业市场规模为.7亿元，同比增长7.1%，-年CAGR为12%。未来随着国内IDM和晶圆厂代工厂产能的逐渐释放，拉动国内封装测试需求。IC载板为封测环节重要原材料，预计随着国内制造、封测产能的逐步释放，国内IC载板需求大幅度提升。
2.2.供给端：产能释放缓慢，短期黑天鹅事件供给进一步趋紧
2.2.1.IC载板竞争格局集中，内资厂商市占率低国产化空间大
IC载板竞争格局集中，内资厂商市占率低。据Prismark统计，从厂商来看，全球封装基板CR10=80%、CR3=36%，前三大厂商为中国台湾欣兴(Unimicron）、日本Ibiden、韩国SEMCO，分别市占率为15%、11%、10%。.从产地来看，封装基本的主要生产地为中国台湾、日本、韩国，分别为31%、20%、28%，中国产值为16%，然而中国产值里面包括了外资以及内资在中国生产的封装基板的产值，在国内的外资企业如台资的昆山南亚/苏州欣兴/苏州景硕、港资美龙翔/安捷利电子、奥地利奥特斯，内资IC载板厂商主要有兴森科技、深南电路、珠海越亚、丹邦科技、东莞康源电子、普诺威电子（崇达技术参股公司），来自于内资企业封装基板产值约为5.4亿美元，全球占比为5.3%。
2.2.2.供给释放缓慢：上游原材料ABF+进口设备制约
核心材料ABF被垄断+设备制约，下游大尺寸FC-BGA基板交期拉长。FC-BGA基板是能够实现LSI芯片高速化与多功能化的高密度半导体封装基板，可应用于CPU、GPU、高端服务器、网络路由器/转换器用ASIC、高性能游戏机用MPU、高性能ASSP、FPGA以及车载设备中的ADAS等。自20Q3起，5G、AI、大数据等应用带动高效能运算(HPC)芯片需求，加上宅经济、远程办公抬高市场对CPU、GPU等LSI芯片需求量，从而带动大尺寸的FC(Flip-Chip)-BGA基板去年一整年都处于产能紧缺的状态。FC-BGA基板缺货的根本原因在于其核心材料ABF缺货。ABF增层材料的主要供应商为日商味之素(Ajinomoto)，市占率≧99%，积水化学市占率第二，占比1%，此外，供应商还有中国台湾晶化科技（TBF增层材料厂商）。ABF领域味之素基本处于垄断地位，但是日系厂扩产相对谨慎，供给难以跟上下游应用需求和ABF载板扩产节奏，集微网预计ABF材料缺货持续到2年。此外，进口设备包括曝光机、激光钻孔机在内的关键设备交期已经达到一年。
2.2.3.供给释放缓慢：IC载板壁垒高+扩产周期长
资金密集型行业，扩产+爬坡周期长，供给释放缓慢：每平方米新增产能的设备投资额4-6亿，层数越高的IC载板设备投资金额越高。IC载板建设产线时需要大量设备投资，兴森科技年建设的00平米/月产能(平均订单层数为4.5层)设备投资约为4.05亿人民币；珠海越亚14年拟IPO募投6.2亿建设年产能12.4万平方米IC封装载板（RFModule、FC-CSP、FC-BGA）；胜宏21年定增项目中IC载板建设工程费（2万平方米）为1.11亿元、设备购置费为8.02亿元。此外，为保持产品的持续竞争力，IC载板厂商需不断对生产设备及工艺进行升级改造。
制造工艺壁垒：IC载板技术要求高，工艺繁杂。IC载板制作工艺主要分为加成法（半加成法SAP、改良型半加成法mSAP）、减成法，技术上来看，与传统的PCB制造比较，IC载板1）芯板薄、易变形；2)微孔技术：微孔径远小于普通HDI和PCB微孔孔径；3）图形形成和镀铜：线宽线距要求、镀铜厚度均匀性、蚀刻均匀性等要求；4）阻焊；5）检测和产品可靠性测试。
客户壁垒：IC载板客户认证要求严格、过程复杂，周期长IC载板的制造品质不仅直接影响电子产品的可靠性，而且影响芯片与芯片之间信号传输的完整性。因此，IC载板产品下游客户尤其是大型客户为保证产品质量、生产规模和效率、供应链的安全性，对核心零部件采购，一般采用“合格供应商认证制度”，要求供应商有健全的运营网络，高效的信息化管理系统，丰富的行业经验和良好的品牌声誉，且需要通过严格的认证程序，认证过程复杂且周期较长，例如韩国三星的存储用IC载板认证既需要约两年的时间通过。在既定的运营模式下，下游客户更换供应商的转换成本高且周期长，因此若无特殊情况，其往往会与IC载板厂商保持长期规模化合作，这也对缺乏客户基础的新企业构成了较大的进入障碍。
2.2.4.短期失火黑天鹅事件下，供给进一步趋紧
短期失火黑天鹅事件下，供给进一步趋紧。苹果PCB供应商暨IC载板大厂欣兴桃园山莺厂在0年10月和1年2月两次发生火情，日本最大IC载板厂IBIDEN于20年12月失火，冲击IC载板供应。欣兴火情主要影响为山莺厂区CSP（ChipScalePackage芯片级封装）厂产能，20年11月，供应链消息指出，FC-BGA基板的缺货情况已经“非常严重”，交期已拉长至45周以上，部分交期达到52周。
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