【风电产业链全景深度解析】
随着国家能源局的能源工作指导意见出台以及沿海省份海风重点项目清单公示，江苏海上风电建设启动在即，广东海上柔直输电工程获核准批复项目开工时间点提前至8月，各省相继出台深远海项目规划及竞配招标，为“十五五”期间国内海上风电新增装机奠定基础。海外方面，以欧洲为代表的海外海风有望从202... 展开全文

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风电产业链全景深度解析

随着国家能源局的能源工作指导意见出台以及沿海省份海风重点项目清单公示，江苏海上风电建设启动在即，广东海上柔直输电工程获核准批复项目开工时间点提前至8月，各省相继出台深远海项目规划及竞配招标，为“十五五”期间国内海上风电新增装机奠定基础。

海外方面，以欧洲为代表的海外海风有望从2025年起进入快速增长阶段，有望逐步接棒国内需求，带动风电产业链出货持续增长。

在存量项目开工重启、招标持续回暖的背景下，2024-2025年国内海风装机需求确定性增强。

此外，2024年上半年国内风电中标项目迎来爆发期。据不完全统计，2024年1~6月国内共有188个风电项目风力发电机组项目开标，合计装机容量超93GW，下半年仍有较多项目的动工与招标。

01风电行业概览

风电即风力发电，属于可再生能源，清洁能源，风力发电是指把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能。

风力发电的原理：用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

依据风车技术，大约是每秒三米的速度（微风的程度），便可以开始发电。

风电场分为陆上风电场和海上风电场两类。

陆上风电场是指在陆地和沿海多年平均大潮高潮线以上的潮上带滩涂地区开发建设的风电场，包括在有固定居民的海岛上开发建设的风电场。

海上风电场包括近海风电场和深海风电场和潮间带和潮下带滩涂风电场。

近海风电场：指在理论最低潮位以下5m～50m水深的海域开发建设的风电场，包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。

深海风电场：指在大于理论最低潮位以下50m水深的海域开发建设的风电场，包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。

从我国风力区域分布来看，陆上风力资源主要集中在“三北”地区，海上风力资源集中于东南沿岸，且海风风速明显大于陆地。

2023年我国海上新增装机量占全球的 64%。

GWEC 预测2024至2028新增装机容量合计约791GW，其中130GW是海上，550GW是陆上。中国仍将是陆上新增装机容量的主要贡献者，预计将新增 300GW。

风电产业链

风电产业链主要包含原料零部件制造、整机制造及配套、风电运营三大环节。

零部件制造环节包含叶片、轮毂等铸件、轴承、齿轮箱、主轴等锻件、变流器、法兰等主要环节，该环节主要为风机整机制造各类零部件。

整机制造及配套环节包含整机制造、风机塔筒、电缆等主要环节，该环节主要为风机装机环节所需装备，塔筒、电缆配套整机进行安装。

风电运营环节则指风电运营商、国家电网集团通过各类风电项目将电传输给最终用户。

风力发电机组

风力发电所需要的装置，称作风力发电机组，主要由风轮叶片、齿轮箱、发电机、轴承、轮毂及控制系统及塔筒构成。

主要零部件国产化进程已经基本完成，替代比率已经达到 96% 以上。

目前全球主流陆上和海上风电整机厂商所采取的技术路线主要集中在双馈异步、永磁直驱和永磁半直驱这三种技术路线。

双馈式风机通常单机容量较小、安装灵活，但使用齿轮箱与风轮机链接，齿轮箱属于易过载、且损坏率相对较高的部件，而双馈式的齿轮箱转速通常相对较高，因此维运成本也较高。

直驱式风机是目前国外风机商广泛采取的形式，因不存在齿轮箱因此维运成本相对较低，但是直驱式风机在相同容量下体积通常较大，吊装成本较高。

近两年来，各地陆续放开风电的项目指标。

根据定期报告和公告信息，截至2024年一季度末，有头部整机厂商在手订单超过20GW，其中最多的是金风科技，在手订单33.65GW，同比增长13.76%；运达股份累计在手订单24.04GW，同比增长21.32%；三一重能截至2023年底在手订单15.89GW。今年上述企业均有中标多个风电项目。

根据中国能建公示其2024年风力发电机组集中采购项目中标结果，金风科技、三一重能、明阳智能、运达股份、电气风电等9家风机厂商在列。

陆上风机竞争格局：

资料来源：CWEA、行行查

风电叶片

风电叶片是风机设备的核心部分。

风电叶片是使风力发电机风轮旋转并产生气动力的重要零部件，直接影响风能的转换效率和年发电量。

叶片大型化是提升发电效率的重要路径,近年来我国新增装机平均风轮直径持续提高。

随着叶片的大型化，使用高刚性、高比强度、高比拉伸模量的材料制造决定叶片刚性的主梁非常必要。

传统的叶片制造材料玻璃纤维复合材料无法满足这些要求，而碳纤维复合材料密度更低、强度更高，是风电叶片大型化、轻量化的首选材料。

我国是全球风电叶片最主要的生产国，已形成较为完善的产业链，贡献全球约 60%的风电叶片供应量。

经过自2010年以来的行业整合，国内风电叶片制造商由高峰时期的百余家缩减至目前以中材科技、时代新材为代表的20多家企业。

当前国内风电叶片主要布局厂商包括中材科技、时代新材、中复连众、艾郎科技和天顺风能等，其中前两大制造商占据约50%的市场份额。

风电塔筒

风电塔筒是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。

除塔体外，其内部通常有爬梯、电缆、电缆梯、平台等结构。

塔筒制造属于轻资产行业，原材料是主要的成本构成，主要包含钢材和法兰，其次是人力成本。塔筒生产主要包括塔体制造与基础座制造两大环节，主要设备包括数控下料、卷制成型、自动焊接、表面处理、起重运输设备等。

对于塔筒企业，国内市场主要的客户为发电运营商，其次为风机企业，海外市场主要客户为风机企业。

在平价驱动之下，国内风电呈现出明显的大容量、长叶片、高塔筒趋势，对塔筒企业的技术实力、供应能力等提出了更高的要求。

塔筒一方面受上游原材料影响更大，另一方面有很强的地域属性，通常就近选择塔筒供应商以降低运输成本。

风机大型化趋势导致塔筒工艺要求更为严格，投资壁垒升高。

此外，塔筒由于重量和体积限制，需要码头资源长距离运输塔筒，因此当前塔筒市场格局加速集中。

国内塔筒前五大制造商大金重工、天顺风能、天能重工、海力风电、泰胜风能占据约50%的市场份额。

主轴及齿轮箱

风电主轴和齿轮箱是风力发电机组的关键部件。

齿轮箱位于叶轮和发电机之间，将叶轮受风力作用旋转而产生的动力传递给发电机发电，同时将叶轮输入的较低转速（兆瓦级机组一般低于20r/min）转变为满足发电机所需的转速。

主轴是风电机组中最关键的部件之一，承担了支撑轮毂处传递过来的各种负载的作用。并将扭矩传递给齿轮箱，将轴向推力、扭矩和弯矩传递给机座和塔架。

风电主轴根据金属成形工艺的不同，分为锻造主轴和铸造主轴两种类型。

顺应风机大型化趋势，铸造主轴有望成为主流路线。

风电主轴制造工艺壁垒高。风电主轴作为风电机组的核心部件，生产制造过程中需要掌握较为复杂的生产技术。

此外，大兆瓦风机进一步提高主轴厂商技术门槛。

风电主轴双寡头格局稳定，合占全球半数市场份额。

从 2005 年开始，我国风电主轴逐步从海外进口过渡到国内自产。

当前国内风电主轴制造的参与者有金雷股份、通裕重工、国机重装等，市场正逐渐演化为通裕重工与金雷股份并重的双寡头格局，可满足全球 51%主轴需求。

风电轴承主要包括变桨轴承、主轴轴承、偏航轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承五类。

高端风电轴承是我国风机完全国产化的最后一环，我国主轴轴承等高端市场被瑞典SKF、德国舍弗勒、日本NTN、日本KOYO、美国Timken等海外轴承厂商垄断，市场竞争格局集中。

国产轴承厂代表厂商包括新强联、瓦轴、洛轴、国机精工、恒润股份、京冶、成都天马等。

风机铸件

风电铸件主要包括齿轮箱壳体、轮毂、底座、行星架、定动轴等，起到支撑与传动的功能，约占风机成本的 8%-10%。

铸件加工主要包括熔炼、浇筑、机加工等工序，属于重资产行业，具备明显的规模经济效应。

全球铸件市场集中度较高，80%以上风电铸件产能集中在我国。

风机大型化及海风对大尺寸铸件存在更高需求，同时对铸件防腐、耐高低温等提出更高要求，因此大兆瓦稀缺产能或具备更高议价能力。

国内相关布局厂商包括日月股份、永冠集团、豪迈科技、吉鑫科技、山东龙马、广大特材、通裕重工、大连重工、金雷股份等。

海上风电

目前我国海上可开发的风能资源是陆上风能资源的3倍。

海上风力发电有以下优势：

风速高、低风切变：由于海水面十分光滑,粗糙度较小,摩擦力较小。因此,风速较大,风速、风向的变化较小,风切变(即风速随高度的变化)也较小,这样就不需要很高的塔架,可降低风电机组成本。

低湍流：海上风湍流强度小,具有稳定的主导风向,机组承受疲劳负荷较低,风机寿命更长。

海上风力发电机组与陆上风力发电机组结构上存在稍许不同，结构可分为塔头（风轮和机舱）、塔筒和基础（水下结构与地基）。

其结构多样，可分为单桩基础、多桩基础如普通多桩基础、三脚桩基础，重力式基础、吸力式基础、悬浮式基础等。

当水深超过60m之后，漂浮式海上风机将比固定式海上风机更具有工程经济性，并随着水深增加而愈加凸显其经济优势。

整体来看，今年海风投资分为三个阶段：国内省管海风需求兑现；国内企业出海进程加速；深远海规划落地，核心解决风电需求的阶段性和中长期问题。

海缆：海上风电高壁垒环节

海底电缆是海上风电项目开发重要环节，也是海上风电与陆上风电较为主要的区别所在，约占海上风电投资的10%。

海缆用于海上项目通讯与电力传输，海缆的作用是为海上风电、海上钻井平台、海岛电网互联、陆岛互联等海上项目提供通讯与电力传输。

海上风电产业的快速发展同步拉动海缆的需求增长。

由于海上风电有风能资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地等优点，风电开发逐渐从陆上风电向海陆风电双重发展。

海上风电的建设需要在海底铺设海缆用于电力的传输。我国海上风电通常采取二级升压（少数采用三级）的方式将电力传输回陆上。

海缆以光电复合缆为主。由于敷设运维经济性好，海底光电复合缆现已成为海上风电采用的主流海缆类型，负责电力输送与信号传输。

我国国内采用的光电复合缆主要分为两种，35KV的集电线路海缆与220KV的输电线路海缆。

随着海上风电朝着深远海发展，对海底电缆提出了更高的要求，海底电缆向直流化、动态化方向发展。

根据 Sounergie 与 Rystad Energy 数据，2028 年海外海缆敷设长度将是 2020 年的 9.5 倍，2030 年欧洲阵列缆与送出缆长度将分别是 2022 年的 6.8/14.3 倍。

欧洲本土海风供应链短缺，在海外海风快速放量的背景下，海缆供需可能出现缺口。未来随着需求进一步释放，国内产能或外溢供应全球。

海缆行业竞争格局稳定，由于行业进入门槛较高，供应商需具备强大的研发能力以及丰富的经验和资源等，因此新兴企业也难以轻易进入该领域。

国内海缆市场中，中天科技、东方电缆和亨通光电三家企业构成了第一梯队，竞争优势明显，短期内寡头竞争的局面将保持相对稳定。相关布局厂商还包括汉缆股份、宝胜海缆、万达海缆、远东股份、起帆电缆和太阳电缆等。

04 风电厂建设及运营模式

我国的风电厂的建设程序分为六个阶段，即项目建议书阶段、可行性研究阶段、设计阶段、建设准备阶段、建设实施阶段、和竣工验收阶段。

全球陆上风电机组运维成本中，57%源于因部件故障而产生的非计划性维修成本。目前服务价值链的突破关键在于数据集成和分析，运维对预测性需求很大，而基于大数据分析的预测性维护可大幅削减运维成本，并强化电网整合协作。

海上风电运维相较于陆风最大的区别在于可达性差、物流成本高。

陆上风电的维护对象以风机为主，而海上风电的运维包括风机、海缆、海上升压平台等多类重要设施。海上风电运维成本约占风电LCOE的 20-%25％，相比陆上风电运维成本占比更高，单位规模工作量约为陆上运维工作量的两倍。

国内海上风电项目的运行周期大多为25年：前5年由整机厂商提供质保服务，出保后20年由专门的运维服务商提供运维服务，目前国内的运维模式仍以定期维护和故障检修的被动式运维为主。主要的服务商由风机整机制造商、风电开发商和第三方运维公司组成。

目前海风运维市场仍处于起步阶段，海上风电运维船船东主要为风电运维商，专业风电运维装备仍较为短缺，头部风电主机制造商及具有区域性优势的第三方专业海上风电运维公司均具有发展机会。

整体来看，“十五五”时期我国海上风电开发走向深远海，远期开发前景广阔。乐晴智库精选

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赞(32) | 评论 (10) 07月25日 12:53 来自网站举报

糖芯儿

【液冷服务器产业链全景梳理】
当前全球算力规模大幅增长，AI服务器需求急剧上升，加速数据中心向高密化趋势演进。高性能计算对于散热的要求提升，芯片散热效率成为关键问题。当前风冷散热已趋于能力天花板，传统的空气冷却散热系统已不能完全满足数据中心服务器散热需求。液冷散热凭借低能耗、高散热效率、低噪音等优势有望取代风... 展开全文

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液冷服务器产业链全景梳理

当前全球算力规模大幅增长，AI服务器需求急剧上升，加速数据中心向高密化趋势演进。

高性能计算对于散热的要求提升，芯片散热效率成为关键问题。

当前风冷散热已趋于能力天花板，传统的空气冷却散热系统已不能完全满足数据中心服务器散热需求。

液冷散热凭借低能耗、高散热效率、低噪音等优势有望取代风冷成为解决算力“散热焦虑”的最佳方案。

目前，全球高密集度、高供电密度的超大型数据中心已逐渐采用液冷技术。

政策方面来看，在“双碳”背景下，国家发改委指导政策明确要求到2025年全国新建大型、超大型数据中心PUE低于1.3，国家枢纽节点低于1.25。

液冷技术在经济性与散热效率两个角度均满足市场与政策指导需求，有望成为未来数据中心制冷技术的主要发展方向。

根据国际数据公司（IDC）发布了最新的《中国半年度液冷服务器市场（2023全年）跟踪》报告数据显示，中国液冷服务器市场在2023年继续保持快速增长。

2023全年中国液冷服务器市场规模达到15.5亿美元，与2022年相比增长52.6%，其中95%以上均采用冷板式液冷解决方案。

IDC预计，2023-2028年，中国液冷服务器市场年复合增长率将达到45.8%，2028年市场规模将达到102亿美元。

01数据中心冷却技术路线概览

数据中心冷却技术包含风冷冷却、水冷冷却、自然冷却及液冷冷却等技术。

风冷数据中心和液冷数据中心是主流冷却技术，分别通过空气和液体的热传递来实现降温效果。

曙光数创的数据显示，现存数据中心中采用风冷散热方式的数据中心占比高达90%以上，国内数据中心的液冷渗透率不足10%。

风冷到冷板式散热的机柜功率密度临界点在15-20kW，冷板式到浸没式散热的临界点在60kW。

当服务器功率密度普遍超过20kW时，将推动数据中心从风冷向液冷技术的转变。

风冷数据中心的年平均PUE值约为1.75左右，无法达到政策规定的最低要求。

采用液冷技术的数据中心，其PUE低至1.04，相比风冷数据中心能效比提升超30%，单机柜功率密度达160kW，计算设备可靠性至少提升一个数量级。

PUE即电能利用效率，是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源比值。

PUE值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。

相较于风冷技术，液冷技术节能效果更佳且安全性更高，未来有望在市场中占据更大份额。

02液冷服务器行业概览

液冷技术指通过冷却液体替代传统空气散热，液体与服务器高效热交换，提高效率，挖潜自然冷源，降低PUE，逐步成为一种新型制冷解决方案。

液冷主要分为冷板式、浸没式和喷淋式三种类型。

冷板式液冷

目前冷板式液冷在行业中成熟度最高，商用基础稳固。

冷板式液冷是服务器芯片等高发热元件的热量通过冷板间接传递给液体进行散热，低发热元件仍通过风冷散热的一种方式。

冷板式液冷技术工艺成熟，其特点在于冷却液并不直接接触发热设备，而是通过冷板进行热量传输，通常无需改变数据中心的机柜结构。

冷板系统主要由冷却塔、CDU、液冷管路、冷却介质和液冷机柜等组成，其中液冷机柜又包括液冷板、设备内液冷管路、流体连接器及分液器等关键部件。

浸没式液冷

浸没式液冷是服务器完全浸入冷却液中，全部发热元件热量直接传递给冷却液，通过冷却液循环流动或蒸发冷凝相变进行散热的一种方式。

浸没式液冷设备在结构上更为简洁，去除了压缩机等制冷部件，仅由冷却液和循环泵组成。

根据冷却过程中是否发生相变，浸没式液冷可分为单相和两相两种。

两相浸没式液冷系统能够提供更出色的冷却效果，且具有更高的传热系数和散热极限；但是设计具有挑战性，成本也相对昂贵，因此浸没式液冷的研发进展较为缓慢。

浸没式液冷方式对技术要求较高，涉及服务器外壳设计、主板改造、散热系统升级和密封性等多重改造，主要由服务器厂商负责生产。

整体来看，浸没式和冷板式液冷在机房侧的架构基本相同，主要差异在于ICT设备侧。

从短期角度看，冷板式液冷因其成熟度高、运维难度低，非常适合当前数据中心从风冷到液冷的转型期。

从长远发展来看，浸没式液冷在散热效率、单机柜功率和空间利用率上相较于冷板式液冷具有更明显的优势，可适配更高功率密度的机柜和数据中心。在超算、高性能计算领域，全浸没式液冷式服务器有望成为未来技术趋势。

国内厂商技术路线方面来看，中科曙光、浪潮信息、中兴通讯、华为以冷板式液冷服务器为主；高澜股份、阿里巴巴、英维克以浸没式液冷服务器为主；中国长城、广东合一以喷淋式液冷服务器为主。

03液冷服务器产业链

当前液冷产业生态尚未完全成熟，目前业内还没有服务器与机柜的统一接口规范标准，由于机柜与服务器需要深度耦合，而各家服务器设备、冷却液、制冷管路、供配电等产品形态各异，不同厂家产品接口不同、不能互相兼容，势必限制竞争，影响产业的高质量发展，因此需要产业链上下游的协同推进。

液冷产业包括上游的零部件供应商（由液冷系统一次侧和二次侧产品零部件的供应商组成）；中游则为液冷服务器、液冷交换机等IT设备的提供商；下游包括算力使用者和第三方IDC服务商。

液冷数据中心上游主要为产品零部件。

以英伟达GB200 NVL72服务器为例，其液冷散热器是由冷却板、冷却液分配装置、分歧管、RDHx/风扇以及快接头等核心部件精巧构成。

英伟达GB200 NVL72系统已采用液冷设计，其进水温度为25℃、出水温度为45℃，具备高效的散热性能。

国内大多数液冷设备及零部件市场存在众多生产厂家、竞争格局分散。

液冷服务器接头主要布局厂商有英维克、中航光电等；核心CDU大多由中游温控厂商自主生产，其他非核心零部件多采取外购方式（科华数据、同飞股份等）；以氟化液为主的冷却液市场集中度相对较高，全球主要由3M主导，其销量占据全球份额的90%以上，国内厂商代表有巨化股份、新宙邦等；电磁阀（三花智控）、TANK、Manifold（高澜股份等）。

下游环节互联网、电信、政府和教育行业是液冷服务器的主要采购方。阿里巴巴、百度和京东等互联网巨头已率先液冷技术方面积极布局，第三方IDC服务商包括数据港、世纪互联、宝信软件、光环新网等。

AIGC的高速发展有望推动互联网企业加速液冷技术的规模化应用，从而进一步扩大液冷市场的空间。

04液冷服务器市场竞争格局

当前液冷行业仍处在发展早期，行业主要参与者分为三大类：

1. 布局液冷技术的服务器厂商；
2. 华为电气-艾默生系的专业温控厂商；
3. 提供包含芯片级散热的完整解决方案的供应商。

液冷技术本身的壁垒并不高，但是算力液冷的难点在于对服务器的改造。

由于服务器通常承载着客户的核心业务，因此对稳定性的要求非常高。

全球液冷市场早期主要是由海外顶尖的芯片和服务器厂商参与。

1964年，IBM公司研发出世界首款冷冻水冷却计算机System 360，开创了液冷计算机先河。

2008年，IBM重回液冷，发布了液冷超级计算机Power 575。

2009年，英特尔推出了矿物油浸没散热系统。

2011年，我国厂商中科曙光率先开始了服务器液冷技术的探索与研究，并于2013年完成了首台冷板式液冷服务器原理机和首台浸没式液冷原理验证。

2015-2018年，中科曙光、华为、浪潮信息、联想、阿里巴巴等一众国产厂商先后实现了液冷服务器大规模商业应用项目的落地，实现弯道超车。

2022年，浪潮信息发布全栈液冷产品，通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI服务器等四大系列均支持冷板式液冷，同时浪潮信息亚洲最大液冷数据中心研发生产基地-天池正式投产，年产能达到10万台，实现了业界首次冷板式液冷整机柜的大批量交付。

国内外液冷技术发展历程：

IDC认为，目前国内液冷产业仍处于起步阶段。与国外相比，在液冷技术探索上已不存在较大差异，反而在大规模商业应用经验方面，国内相关产业链处于领先优势，这得益于中国庞大的数据市场。

根据IDC的数据显示，2023年浪潮信息、超聚变和宁畅排名前三，总共占据国内液冷七成以上市场份额。

考虑到液冷服务器的机柜目前需要定制，且机柜与服务器需紧密绑定，国内部分领先的服务器厂商如中科曙光和浪潮信息已开始通过自研与代工相结合的方式布局液冷技术。

随着市场空间的逐步开放，第三方厂商也加速进入这一市场。

在温控解决方案领域，专业温控厂商已有多个项目成功落地。英维克、申菱环境和高澜股份是国内领先的液冷温控供应商；曙光数创是中科曙光旗下的温控厂商，主打浸没式液冷方案，并且主要为曙光系超算中心服务。

在液冷领域有众多优秀厂商提供解决方案和相关产品。除上述厂商以外，国内主要布局厂商还包括飞荣达、科华数据、依米康、同飞股份、中兴通讯、紫光股份、润泽科技、奥飞数据、网宿科技、拓息和工业富联等，以及相关解决方案供应商双鸿科技、中石科技、健策精密等。

整体而言，当前液冷散热解决方案仍在加速推广过程中。

全球行业领军企业正在发挥主导作用。从英伟达的芯片发展历程可以看出，其功率在不断提升。相较于Hopper系列，Blackwell世代的芯片功率有了明显的增强。随着NVL系统出货占比的预期增长，将进一步推动散热技术向液冷方向的转变。

随着人工智能、边缘计算需求的提升，超算、智算数据中心数量有望迎来高速发展，以及液冷技术的成熟和成本的降低，液冷方案渗透率有望加速迎来量价齐升。

乐晴智库精选

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赞(42) | 评论 (17) 07月24日 12:55 来自网站举报

糖芯儿

【先进封装产业链全景解析】
受益于AI、服务器、数据中心、汽车电子等下游强劲需求，推动半导体封装朝着多功能、小型化、便携式的方向发展，国内先进封装市场有望加速渗透。先进封装是后摩尔时代全球集成电路的重要发展趋势，也是解决芯片封装小型化、高密度等问题的关键途径。据Yole的数据，全球先进封装市场的规模预计将从... 展开全文

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先进封装产业链全景解析

受益于AI、服务器、数据中心、汽车电子等下游强劲需求，推动半导体封装朝着多功能、小型化、便携式的方向发展，国内先进封装市场有望加速渗透。

先进封装是后摩尔时代全球集成电路的重要发展趋势，也是解决芯片封装小型化、高密度等问题的关键途径。

据Yole的数据，全球先进封装市场的规模预计将从2023年的378亿美元增长至2029年的695亿美元，复合年增长率达到10.7%。

01 先进封装行业概览

随着集成电路工艺制程的越发先进，对技术端和成本端也均提出了巨大挑战，封装行业已实现从传统封装到先进封装的跨越。

传统封装的主要功能包括为芯片提供机械保护、有效的散热途径、确保机械和电气连接的稳定性等。

先进封装采用了先进的设计思路和集成工艺，对芯片进行封装级重构，并且能有效提升系统高功能密度的封装技术。

先进封装技术能在不单纯依靠芯片制程工艺实现突破的情况下，通过晶圆级封装和系统级封装，提高产品集成度和功能多样化，满足终端应用对芯片轻薄、低功耗、高性能的需求，同时大幅降低芯片成本。

在高端逻辑芯片、存储器、射频芯片、图像处理芯片、触控芯片等领域均得到了广泛应用。

随着芯片在算速与算力上的需求同步提升，当前高速信号传输、优化散热性能、实现更小型化的封装、降低成本、提高可靠性以及实现芯片堆叠等已成为封装领域的新追求。

根据Universal ChipletInterconnect Express (UCIe) ，28nm制程的芯片设计成本约0.51亿美元，但当制程提升至5nm时，芯片设计成本则快速升至5.42亿美元，成本提升近十倍。

从制造工艺端来看，为持续提升集成度，先进封装从最初的倒装封装(FC)，逐步向晶圆级封装(WLP)、2.5D/3D封装等迭代。

晶圆级封装的技术优势是先封装后切割，明显降低封测后的芯片尺寸。能够实现更大的带宽、更高的速度与可靠性以及更低的功耗，适合移动消费电子产品、高端超级计算机、人工智能和物联网设备的芯片封装。

2.5D/3D封装尺寸和重量明显减小，由多芯片集成，封装性能和带宽显著提升，有助于降低整体成本。

2.5D封装采用了中介层的集成方式，TSV被称为2.5D TSV。

3D封装是指芯片通过TSV直接进行高密度互连，这种在芯片上直接生成的TSV被称为3D TSV。

先进封装的关键技术节点因封装形式的不同而有所差异。一般来说，判断各家封装厂3D封装技术能力的好坏，TSV Diameter、I/O Pitch、RDL-LS的精度等是重要的标准。

02 先进封装市场格局

近年各大厂商陆续将先进封装视为关键技术。

全球先进封装的参与者众多，其解决方案涵盖（超）高密度扇出（有机中介层）、3D片芯堆叠、2.5D硅中介层、2.5D嵌入式硅桥、3D堆叠存储器等几大类。

龙头代工厂及其解决方案当属台积电（InFO，集成扇出）、日月光（FOCoS，芯片后装的基板上扇出芯片）、三星（2.5DRDL（再分布层））、Amkor Technology（S-SWIFT，高密度扇出线）等。

典型工艺的布局包括：

2.5D：CoWoS（台积电）、EMIB（英特尔）、I-Cube（三星）、XDFOI（长电科技）等；

3D：SoIC（台积电）、Foveros（英特尔）、X-Cube（三星）、3D-eSinC(华天科技）等。

目前台积电已成为先进封装技术创新的引领者之一，相继推出了基板上晶圆上的芯片（CoWoS）封装、整合扇出型（InFO）封装、系统整合芯片（SoIC）等。

CoWoS是台积电推出的一种2.5D封装技术，其中“CoW”指芯片堆叠; “WoS”则是将芯片堆叠在基板上。

根据应用的不同，台积电将CoWoS封装技术细分为三种类型：CoWoS-S、CoWoS-R以及CoWoS-L。

台积电在先进封装领域发展迅速并具有市场前瞻性。台积电现整合旗下SolC.lnFO及CoWos等3D IC技术平台，并命名为“3DFabric”。

英特尔推出了EMIB、Foveros和Co-EMIB等先进封装技术，力图通过2.5D、3D和埋入式3种异质集成形式实现互连带宽倍增与功耗减半的目标。

三星电子推出了扇出型面板级封装（Fan-Out Panel Level Package, FOPLP）技术，在大面积的扇出型封装上进一步降低封装体的剖面高度、增强互连带宽、压缩单位面积成本，取得性价比的优势。

相对于半导体制造的其他环节，封装测试的进入壁垒相对较低，作为全球最大的半导体消费市场，这也为中国企业提供了更多的发展机会。

国内封测企业按照技术储备、产品线情况、先进封装收入占比等指标，一般可分为三个梯队：

第一梯队企业已实现第三阶段焊球阵列封装（BGA）、栅格阵列封装（LGA）、芯片级封装（CSP）稳定量产，且具备全部或部分第四阶段封装技术量产能力（如SiP、Bumping、FC），同时已在第五阶段晶圆级封装领域进行了技术储备或产业布局（如TSV、Fan-Out/In）。

国内独立封测第一梯队代表企业有长电科技、通富微电、华天科技等，三家厂商在2023年全球前十大OSAT（封装测试企业）排名中，分别占据了第三、第四、第六的位置。

此外国内一些新兴的封测厂近年来也在不断地在先进封装领域投资扩产。

先进封装关键设备

在先进封装技术中，核心设备对于实现先进封装技术的高性能、高可靠性和小型化至关重要，当前仍然面临较紧迫的国产化替代任务。

COW倒装固晶、CMP、电镀、临时键合与解键合、量检测以及光刻是核心的制造环节，在生产线上所需的设备价值量占比分别为12.5%、7.5%、7.5%、7.5%、6.7%和6.3%，总计达到47.9%。

先进封装各环节价值量拆分：

数据来源：各公司公告、开源证券、行行查

此外，区分传统封装及先进封装的关键在于加工工序是否涉及光刻环节。

先进封装光刻机主要技术路径有投影式光刻及直写光刻，通常使用步进式光刻机。

全球晶圆级封装光刻设备主要市场被美国Applied Materials、Rudolph及日本SCREEN、ORC等国际半导体厂家所占据，国内厂商中的等企业实现了晶圆级封装掩模光刻设备的产业化并占据了一定的市场份额。

装备集团的新一代SSB500系列步进投影光刻机，包括Flip Chip、Fan-In、Fan-Out WLP/PLP和2.5D/3D等先进封装形式，可满足Bumping、RDL和TSV等制程的晶圆级/方板级光刻工艺需求。

先进封装对光刻、刻蚀等晶圆级设备精度等性能的要求低于前道工艺。国产前道设备厂商向先进封装领域布局属于技术降维，如华海清科（CMP设备）、盛美上海（电镀）、芯源微（涂胶显影、临时键合与解键合）、中微公司（TSV深硅刻蚀）、拓荆科技（混合键合设备）等未来在国内先进封装产线有望占据较高份额。

在当前AI等新兴领域的带动下，移动和消费类、电信和基础设施以及汽车等终端市场需求的强劲增长，先进封装市场快速增长，产业链各细分环节都有望迎来国产替代广阔机遇。乐晴智库精选

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赞(29) | 评论 (13) 07月23日 12:55 来自网站举报

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