OSAT – 外包半导体组装和测试

作者:admin  来源:本站  发布时间:2021-06-04  访问量:7030

什么是 OSAT?

OSAT 代表外包半导体组装和测试。这是全球供应商提供的第三方服务,顾名思义,包括半导体组装、封装和 IC(集成电路)测试。

OSAT 供应商在半导体行业中扮演着极其重要的角色,现在比以往任何时候都更重要,因为他们是弥合半导体代工厂和消费者之间鸿沟的桥梁。

OSAT 供应商提供测试服务,例如:晶圆测试和最终测试。此外,还有组装服务,例如:QFN、BGA、WLCSP 等。

截至 2020 年,OSAT 市场价值为 316.4 亿美元,预计在未来五到六年内以 7.3% 的 CAGR(复合年增长率)达到 497.1 亿美元。在可预见的时期内,汽车行业和 IoT(物联网)连接设备的需求增加被视为主要驱动力。

OSAT 公司与英特尔、AMD、Nvidia 等半导体设计公司签约,并执行这些公司的设计。例如,英特尔既是芯片设计师又是代工厂(晶圆供应商)——因为他们拥有并经营自己的晶圆厂或代工厂。在将芯片运送给客户之前,英特尔将其芯片封装外包给各种 OSAT 进行组装和测试服务。

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图 1 – 按应用和包装类型划分的 OSAT 产品

OSAT 玩家概览

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图 2 – OSAT 提供商 – 前 3 名主要参与者

OSAT 市场竞争激烈,很多公司都在争夺头把交椅。截至目前,中国是OSAT提供商的新兴市场,也是全球最大的市场。这是因为当地政府认识到潜在收益,根据其“中国制造 2025”计划为当地 OSAT 供应商提供激励和支持。

以下是 OSAT 提供商的非详尽列表:

  • 日月光科技控股集团

  • Amkor 技术公司

  • 动力科技股份有限公司

  • Chipmos 技术公司

  • 景元电子有限公司

  • 台塑先进科技股份有限公司

  • 江苏长江电子科技有限公司

  • UTAC控股有限公司

  • 灵森精密工业有限公司

  • 通富微电子有限公司

  • 芯邦科技股份有限公司

  • 韩亚美光公司

  • 集成微电子公司

  • 天水华天科技有限公司

OSAT 市场概览

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图 3 – 2019 年全球终端用途半导体需求分布

智能手机部门一直是 OSAT 供应商的最大收入来源,每年出货量超过 10 亿部。最近,市场已经趋于饱和并且正在下降。由于当前智能手机订单的数量,该细分市场对 OSAT 参与者仍然具有非常重要的作用。此外,5G技术的引入将为市场带来更多利润。

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图 4 – 市场集中度

另一大领域是工业领域,近年来互联互通成为其中的核心。因此,预计未来 10 到 20 年对边缘计算和物联网设备的需求将呈指数级增长。

在人工智能方面,随着人工智能和其他相关技术的广泛采用,电子市场中的小公司正在开发更新的芯片,这些公司缺乏用于测试和封装的基础设施,依靠 OSAT 来制造他们的人工智能——定制芯片。

芯片供应商被迫在很短的时间内发布新产品。芯片制造商也在尝试将尽可能多的组件集成到单个芯片中,这进一步增加了推出 IC 所需的复杂性和时间。这些设计人员高度依赖 OSAT 供应商来扩展他们的生产以满足当前的市场需求。

此外,由于建造和运营更多大规模生产线的成本很高,制造商越来越倾向于将其半导体组装和测试业务外包给第三方供应商,以便他们可以更专注于设计和工程的核心业务。 .

COVID-19 大流行的爆发严重扰乱了供应链和生产,尤其是在亚太地区,这是 OSAT 公司的最大市场。在过去的二十到三十年中,亚太地区已经成为世界生产中心,这对大多数半导体制造行业造成了影响。由于劳动力短缺,该地区的许多封装和测试工厂已经放缓或甚至停止运营,这对依赖 OSAT 提供商服务的公司造成了瓶颈。

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图 5 – 2020-2025 年各地区预计增长率

整个汽车行业都在不断转向更多的电子产品,而半导体行业主要从中受益。汽车系统中安装的电子设备数量急剧增加,未来汽车的重要组成部分之一将是 ADAS(高级驾驶辅助系统)。

由于欧盟和美国的新规定,ADAS 将有更广泛的渗透,所有车辆都将配备自动紧急制动系统和前向碰撞警告系统。此外,推动更多可再生能源为 OSAT 供应商创造了另一个潜在的盈利领域,因为电动汽车和可再生能源发电系统都将需要更多的电子产品。

除了传统的标准 IC,对 ASIC 的兴趣也在快速增长,因为它们可以针对特定应用进行定制。一个值得注意的例子是 FSD(全自动驾驶)芯片的开发,特斯拉生产的每辆车都有两个(用于安全和冗余)。它已被开发为特斯拉之前使用的 Nvidia GPU 的更好替代品,在特斯拉技术人员(首席执行官)埃隆·马斯克 (Elon Musk) 强加的时间范围内,这还不足以实现 FSD。

许多传统上远离汽车行业的半导体公司正在冒险进入这个不断增长的市场,像 Amkor Technology Inc. 这样的 OSAT 参与者已经建立了专门的设施来满足汽车行业的需求。

中国在OSAT上占据主导地位

预计未来 5 至 10 年,IC 测试和封装行业将在中国实现潜在增长,主要收入驱动因素是移动设备所需电子元件数量的增加。这种积极的需求也增加了先进封装解决方案的部署,这些解决方案提供更高的集成度和更多的 I/O 连接,同时使芯片更小、更复杂。

中国拥有全球前五名最大的智能手机公司中的三家,这为半导体采用提供了巨大的机会,但也提高了全球市场对中国制造的可靠性,这对西方公司的利润有利,但如果发生另一场大流行或全球灾难,从长远来看是糟糕的。

台湾是台积电(台湾半导体制造公司)和日月光集团等公司的所在地,它们与苹果、高通、英伟达和 AMD 等科技巨头合作组装和测试他们的芯片。

Covid-19 期间的 OSAT 市场

由于 2020-2021 年的大流行、随后全球范围内的工厂停工、在线工作和在家工作的推动几乎无处不在,对半导体的总体需求猛增,而供应却滞后。首先,在家工作政策的转变引发了前所未有的电子产品购买浪潮,这耗尽了大多数零售商的现场库存。因此,订购了更多的设备,理论上解决了这个问题。

只有一个问题。晶圆厂或代工厂是我们使用的所有电子产品的最终来源,它们已经接近满负荷运转,或者由于大流行而出现人员问题。因此,需求在短时间内几乎呈指数增长。

其次,加剧了所有这些供应短缺的是加密货币牛市的第二波浪潮,2020 年宣布的新的和更好的显卡和/或 ASIC 的矿工需求增加。

第三,汽车行业在经历了2020年3月汽车销量的突然下滑以及2020年3月、4月和5月的大规模裁员后,为其汽车订购了更少的电子芯片和零部件。紧随其后的是兴趣的复苏,销售额的增长速度比预期的要快。由于代工厂已经达到最大产能,汽车制造商有时不得不因缺少对汽车至关重要的电子设备(例如控制 ICE 汽车中的电机的 ECU)而导致装配线停止。

短缺背后有更多因素在起作用,但这三个是造成大部分问题的因素。所有这一切只会帮助提高 OSAT 提供商在当前背景下和接下来的十年中的作用的重要性。

OSAT 公司现在正在考虑扩大他们现有的晶圆厂并建造新的晶圆厂,但这说起来容易做起来难,因为这些投资需要大量资金,从数千万到数亿美元不等,并且需要很长时间。此外,这些 OSAT 需要 IC 本身,也需要在某个地方生产,这加剧了已经存在的问题。