环氧树脂塑封料行业研究报告：高端产品需求电子元件有望凤凰彩票快速增长

2023-04-08 22:30:58

　　环氧塑封料是半导体产业的重要封装材料。环氧塑封料是半导体工业中一种常用的塑封材料，由环氧树脂、固化剂、填料和助剂等组成，主要应用于 电子元器件的封装和保护，例如集成电路、半导体器件、LED芯片、电源模块、电子变压器、传感器等。其优异的电气性能、机械性能和耐化学性能， 可以使电子元器件具有良好的绝缘性凤凰彩票、耐热性、耐腐蚀性和机械强度，有效地保护电子元器件不受潮湿、腐蚀和机械损伤的影响，从而提高电子元器 件的可靠性和使用寿命。目前95%以上的电子元器件均采用环氧塑封料封装。

　　环氧塑封料国产替代空间较大。国产环氧塑封料近年来进步迅速，在各种参数上积极追赶国外先进产品，目前已基本可以满足传统封装如DO、TO、 SOT等领域的需求，但是在先进封装如QFN、BGA等领域，目前仅有少量销售，而在MUF/FOWLP等领域，国产目前尚处于布局阶段。随着半导体制程进 步带来的对先进封装需求的不断增加，国产替代空间较大。

　　高端环氧塑封料是未来发展方向。随着半导体制程的不断进步，半导体元器件对封装材料的要求越来越高，高端环氧塑封料的需求不断增加是必然的 趋势。相较于适用于一般封装的中低端环氧塑封料，导热性能好、分布均匀、线性膨胀系数低、高耐湿、高耐热的高端环氧塑封料因可以满足大规模 集成电路及先进制程芯片封装的需要而具有更高的增长潜力。

　　预期全球环氧塑封料市场2027年将可达99亿美元。随着电动汽车及数据中心增长带来的对电子元器件需求的增长，我们预期2027年全球环氧塑封料市 场将有望达到99亿美元，年均复合增长率约为5.0%。 环氧塑封料需求有望受益于ChatGPT的兴起。ChatGPT的部署及训练需要大量的算力及存储空间，会带来对逻辑芯片及存储芯片的大量需求，尤 其是对先进制程芯片的需求。作为半导体工业中重要封装材料的环氧塑封料，尤其是适用于先进制程封装的高端环氧塑封料，将有望受益。

　　环氧塑封料是用于半导体封装的一种热固性化学材料，英文名Epoxy Molding Compound（EMC），是由环氧树脂为基体树 脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等为填料，以及添加多种助剂混配而成的粉状模塑料，为后道封装的主要原材 料之一，目前95%以上的微电子器件都是环氧塑封器件。环氧塑封料具有保护芯片不受外界环境的影响，抵抗外部溶剂、湿 气、冲击，保证芯片与外界环境电绝缘等功能。

　　环氧塑封料的主要组成成分可分为聚合物、填料、添加剂三类。聚合物主要包括环氧树脂、偶联剂、硬化剂等；填料主要由 硅微粉和氧化铝充当；添加剂则主要包括脱模剂、染色剂、阻燃剂、应力添加剂、粘结剂等。各种成分中占比最大的两种为 填料以及环氧树脂。

　　使用环氧塑封料封装电子元器件一般采用传递成型法。该法将环氧塑封料挤压入模腔，并将其中的半导体芯片包埋，同时交 联固化成型，成为具有一定结构外型的半导体器件。固化的机理为环氧树脂在加热以及催化剂的条件下同硬化剂发生交联反 应，形成具有一定稳定架构的化合物。

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　　由于环氧塑封料性能、使用模具、封装工艺等问题，环氧塑封料在封装成型中常见问题包括充填不良、气孔、麻点、溢料、 流痕、黏模、开裂、冲线、分层等。塑封成型的常见问题很多，发生的几率和位置有很大差异，产生的原因也比较复杂，并 经常互相牵连，互相影响。

　　环氧塑封料的生产首先将环氧树脂、硬化剂、填充剂、添加剂等原材料按照一定比例混合，之后经过加热混炼、冷却、粉 碎、后混合、打饼等环节形成成品，之后经过包装环节进行低温保管。环氧塑封料产品品质主要由理化性能、工艺性能以及 应用性决定，而下游客户则主要对环氧塑封料产品的工艺性能与应用性能进行考核验证。其中，产品配方直接决定了理化性 能，进而影响到工艺性能与应用性能。因此环氧塑封料厂商的研发重点主要系产品配方的完善、优化与开发，且大量与配 方相关的核心知识产权需要通过注册专利的形式予以保护。

　　随着半导体制程的进步及芯片进一步朝向高集成度与多功能化的方向发展，环氧塑封料厂商需要针对性地开发新产品以匹配 下游客户日益复杂的性能需求，因而应用于历代封装形式的各类产品的配方开发（主要涉及原材料选择与配比）、生产中的 加料顺序、混炼温度、混炼时间、搅拌速度等工艺参数均存有所不同，即各类产品在理化性能、工艺性能以及应用性能等方 面均存在差异，需要厂商长期的技术积累及持续的研发投入才可应对。

　　半导体封装材料产品需要通过下游客户的样品考核验证及批量验证后才能获得客户的使用。目前下游封装厂商主要参考 JEDEC（固态技术协会）标准进行封装体的评估和测试，JEDEC标准对封装和测试服务制定了详细的考核项目和量化指标，包 括潮敏等级试验（MSL）、高低温循环试验（TCT）、高压蒸煮试验（PCT）等。其中，MSL试验是针对环氧塑封料可靠性的 主要考核项目。

　　近年来，中国半导体封装材料产业发展在一些领域取得了较大突破，但整体与外资厂商仍存在一定的差距。目前日本、美国 厂商在中高端产品中仍占有较大份额，中国厂商仍主要以满足中国国内需求为主，出口量较小，且大部分仍集中在分立器件 和中小规模集成电路封装用的环氧塑封料领域。目前中国产环氧塑封料（包含台资厂商）市场占比约为30%左右，而高端环 氧塑封料产品基本被日美产品垄断。

　　受益于电动车及数据中心用电子元器件需求的快速增长，作为半导体封装的不可或缺的材料，环氧塑封料市场规模有望不断增长。根据市场 研究机构Mordor Intelligence的数据，2021年全球环氧塑封料市场规模约为74亿美元，预计到2027年有望增长至99亿美元，年均复合增长率 5.0%。

　　ChatGPT的发布给受困于消费电子下行的全球半导体业带来了新的增长动能。部署ChatGPT需要大量的算力以及存储空间，而且随着模型的迭代，对算力及存储空间的需求更是呈指数级增长。GPT、GPT-2和GPT-3的预训练数据量从5GB增加到45TB，GPT-3.5在训练中的总算力消耗则达到了3640PF-days，需要1万个高性能V100 GPU组成的高性能网络集群提供算力支撑。根据Omdia的数据，AI处理器的市场规模有望在2026年达到376亿美元相对于2019年将飙升9倍，而ChatGPT带来的对存储芯片的增量需求也相当可观。由于环氧塑封料均是芯片封装中不可或缺的材料，预期将受益于ChatGPT带来的对半导体芯片的增量需求。

　　住友电木是一家总部位于日本东京的化学工业公司，成立于1913年。该公司主要从事塑料、电子材料、化学材料等领域的研发、 生产和销售。住友电木的环氧塑封料业务目前全球市场份额约40%左右，排名世界第一。2022年3月财年，公司营业收入为2631亿日元，同比 增长25.9%；营业利润265亿日元，同比增加59.2%，营业利润率为9.8%。公司预计，2023年3月财年营收为2860亿日元，同比增加8.7%，营业 利润252亿日元，同比减少4.9%，营业利润率8.8%。

　　住友电木目前将业务分为三个板块：半导体材料、高性能塑料、生活质量产品，其中半导体材料板块营收主要来自于环氧塑封料业务。该板 块营收2022年3月财年占比仅约29%，但营业利润占比却达到了55%，是住友电木营业利润率最高的板块。按地域来看，帝人来自于日本国内 的营收占比最高，约39%；来自中国的营收占比约为20%，排行第二；来自亚洲其余地区、北美、欧洲及其他的营收占比分别为22%、10%、 9%。

　　按下游应用领域，住友电木的环氧塑封料业务可划分为三块：信息通信（包括智能手机、PC、服务器等）、汽车、其他，三块营收比例大致 为50%、30%、20%，可以看出住友电木环氧塑封料业务目前仍对消费电子依赖程度较高。2022年3月财年住友电木半导体材料板块营收758亿 日元，同比增长32%，五年复合年均增长率9.9%；营业利润165亿日元，同比增长75%，五年复合年均增长率17.3%。公司未来战略拟围绕五点展开：1）增强中国及中国台湾地区的生产能力，以应对两地日益增加的需求；2）开发面向5G/DX时代的高性能材 料电子元件，如用于高速、大容量通信的高导热性模具底部填充材料；3）建立稳定的原材料采购及成本转嫁机制；4）围绕三种产品（电机磁铁固定 材料、ECU批量密封材料及功率模块材料）开展电动车相关业务；5）基于同车企建立的关系，积极合作开发面向下一代的材料。

　　Resonac由昭和电工与日立化成合并而成，业务涉及多个领域，包括化学品、电子材料、石油和天然气、金属、建材、航空航天 等。公司的产品和服务广泛应用于电子、汽车、能源、建筑等行业。2022年12月财年，公司营业收入为13926亿日元，同比降低-1.9%；营业利 润594亿日元，同比减少31.9%，营业利润率为4.3%。

　　Resonac目前将业务分为四个板块：半导体及电子材料、汽车相关、创新材料及化学品。环氧塑封料业务被划归为半导体及电子材料板块，该 板块营收2022年12月财年占比约31%，是Resonac营收占比第二大的业务板块。按地域来看， Resonac有44%的营收来自于日本国内；除日本及 中国以外的亚洲地区是公司收入来源的第二大市场，占比24%；来自中国的收入占比约14%；其他地区占比约18%。

　　按下游应用领域， Resonac的环氧塑封料业务可划分为五块：家电、汽车、智能手机、PC和服务器、其他，五块营收比例大致为35%凤凰彩票、20%、 15%、15%、15%，中低端的家电用环氧塑封料占公司业务的营收比例依然较大。公司半导体及电子材料板块2022年12月财年营收4272亿日 元，同比上一财年增长1%；营业利润442亿日元，同比上一财年降低10.8%。Resonac关于其环氧塑封料业务的战略主要有：1）结合公司在半导体领域的其他优势技术，着力提高公司产品在处理器、内存等高端领域的市 场份额；2）把握电动汽车销量增长的机遇，继续扩大公司产品在电动汽车领域中的应用；3）紧跟下游市场需求，积极开发新产品，利用公 司覆盖后端半导体工程全流程的能力，为客户提供一揽子的解决方案。

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