2015年中国集成电路进口金额2，307亿美元，连续3年超过2，000亿美元，同时我们还注意到国际厂商纷纷在国内设厂，扩展其在中国业务，在全球集成电路市场出现下滑时，中国集成电路产业继续保持高速增长。
第一部分 集成电路：从发明到应用
1.1 集成电路简介
集成电路(IC)是指经过特种电路设计，利用半导体加工工艺，集成于一小块半导体(如硅、锗等)晶片上的一组微型电子电路。结构上，IC非常紧凑，可使多达数十亿的晶体管等元件存在于一个人类指甲大小的面积上。半导体优越的技术性能、半导体设备制造技术的飞速发展、集成电路高效率的大规模生产以及采用结构单元的电路设计方式，使标准化集成电路迅速取代了过去运用分立元件的传统电路设计。
IC巨大的技术优势体现在两方面：成本与性能。芯片通过光刻技术被整体印制成独立单元，加上采用极少材料的封装技术——使成本得以大幅降低;微小的体积以及元件的紧密排布使信息切换速度极快并且产生更少的能耗——其工作性能亦十分卓越。
图1：分立电路和集成电路产品
资料来源：ebay，Intel官网，国元研究中心
图1左侧是典型的前置放大器分立电路，电路板面积12880平方毫米，晶体管数量 62颗，右侧英特尔酷睿i7中央处理器，核心面积159.8平方毫米，晶体管数量约14.8亿颗。
如今集成电路已被广泛应用于所有电子设备，并推动了电子时代的到来，传媒、教育、娱乐、医疗、军工、通讯等各领域的发展均离不开性能卓越的集成电路设备。同时正因IC低成本、高性能的特质，才使得计算机、移动电话以及其他家用电子电器变为当今社会生活中不可或缺的组成部分。
1.2 集成电路的发明与发展
1947 年底第一块晶体管问世，同为主动元件，相对于真空管，晶体管具有体积小、能耗低，性能优越的特点，并且克服了真空管易碎的缺点，使其很快就成为了新兴产业。在实际运用中，由于晶体管需要逐一单个生产，由其构成的分立电路亦十分复杂且体积庞大，造成了大量使用上的不便，于是1952年英国人Dummer就提出集成电路的想法，取得突破的是德州仪器的Kilby在1958年基于锗晶体研制出世界第一块IC，但Kilby使用极细的金属丝作为连接线，这种情况下难以大规模生产IC，1959年初，仙童公司的Noyce用光刻技术在硅基质上制作金属铝连线，使得整个IC都可以用平面工艺制作，在此基础上工业大规模生产IC成为可能，两人也因此被认为是集成电路的共同发明者。
根据集成电路技术所实现的具体功能，集成电路主要可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。模拟集成电路又称线性电路，用来产生、放大和处理各种模拟信号(幅度随时间变化)，其输入信号和输出信号成比例关系，应用于各类模拟信号处理单元、放大器、滤波器、调制解调器等等。数字集成电路则处理各种数字信号(在时间上和幅度上离散取值)，应用领域十分广泛，如计算机CPU、内存、各类电器的微控制器等。数/模混合集成电路在同一个电路系统中通过信号转换，结合了模电以及数电单元，以实现复杂的技术控制功能，基于该技术的SoC(系统级芯片)现已成为IC领域最具潜力的发展方向之一。
图2：模拟、数字、数模混合电路代表产品
资料来源：公开市场资料，国元研究中心
左图是模拟电路代表产品——运用模拟信号传输技术的无线电通讯雷达站，中图是数字电路代表产品——实现超高速数字运算功能的国产超级计算机，右图是SoC(系统级芯片)示意图。
由于数字集成电路具有数字运算、逻辑处理的功用，该技术被广泛应用于现代集成电路芯片制造领域。其中，CMOS数字集成电路现已成为构建特种运算、逻辑、控制电路的主流技术。
从时间角度划分，在技术发展的早期，简单的集成电路受技术规模的局限，单个芯片往往只能承载数个晶体管。过低的电路集成度同时意味着芯片设计过程十分简单、制造产量极低。伴随着科技的进步，数十亿的晶体管得以被置于一块芯片之上。良好的电路设计要求周密的线路规划，这使得新型的电路设计方法同样实现了飞速的发展。
表 1：不同时间段芯片集成度
第二部分 集成电路产业
2.1 IC产业化过程
IC 产业化初期主要用于航天和军事，美国阿波罗11号登月成功和两次海湾战争是IC应用于航天和军事最成功的案例，1980年IBM研制出第一代商用化 PC，IC在民用电子领域的发展逐渐加速，其发展过程主要经历了三次重要的变革，每次变革主要是因为单一公司的资本支出或技术无法支撑IC产业进一步发展，在此过程中，行业内公司的经营模式变得多样化，新的厂商的进入也导致整个行业发生结构性变化。
图 3：集成电路产业垂直分工历程
数据来源：半导体关联图暨厂商名录，国元证券
第一次变革——电脑元件的标准化。1960年至1970年，系统厂商包办了所有的设计和制造，随着电脑的功能要求越来越多，整个设计过程耗时较长，使得部分系统厂商产品推出时便已落伍， 因此，有许多厂商开始将使用的硬件标准化，1970年左右，微处理器、存储器和其他小型IC元件逐渐标准化，也由此开始区分系统公司与专业集成电路制造公司。
第二次变革——ASIC(特殊应用集成电路)技术的诞生。虽然有部分集成电路标准化，但在整个电脑系统中仍有不少独立IC，过多的IC 使得运行效率不如预期，ASIC技术应运而生，同时系统工程师可以直接利用逻辑门元件资料库设计IC，不必了解晶体管线路设计的细节部分，设计观念上的改变使得专职设计的Fabless公司出现，专业晶圆代工厂Foundry的出现填补了Fabless公司需要的产能。
第三次变革—— IP(集成电路设计知识产权模块)的兴起。由于半导体制程的持续收缩，使得单一晶片上的集成度提高，如此一来，只是用ASIC技术，很难适时推出产品，此时IP概念兴起，IP即将具有某种特定功能的电路固定化，当IC设计需要用到这项功能时，可以直接使用这部分电路，随之而来的是专业的IP与设计服务公司的出现。
2.2 IC生产技术
IC多采用单片单晶硅作为半导体基质，并在该基质上构建各种复杂电路。单晶硅材料可由常见的富含二氧化硅的砂石经过提炼获得，同时，硅元素仅次于氧元素，是地壳中第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%。由价格低廉的沙子到性能卓越的芯片，集成电路“点石成金”的制作流程可分为设计、制造、封测(封装和测试)三个步骤。
图4：集成电路芯片生产流程
资料来源：北京君正招股说明书，国元研究中心
经过提纯得到的多晶硅经过高温熔融，通过拉晶工艺制成纯度高达99.9999999%以上的高纯单晶硅晶柱。切割晶柱并通过抛光、研磨等工艺，得到薄而光滑的晶圆，后进行检测。按照设计好的电路，对晶圆进行显影、掺杂、蚀刻等复杂的加工处理，分小格，将集成电路“印”在晶圆上。经过晶圆测试后，从晶圆上切割出质量合格的晶块，后进行封装。封装测试通过后，得到可以使用的集成电路芯片。
整个IC生产技术的提高体现在这三个领域各自的进化，设计端由早期工程师手工设计进化至如今引入了EDA(电子设计自动化)技术;制造端体现在晶圆尺寸的增加和集成度的提高;封测端则由芯片层级拓展至系统层级。下部分也将按该制作流程，介绍每部分技术和市场情况。
第三部分 IC设计、制造与封测
3.1 设计部分
3.1.1 IC设计的演变
初期的IC设计是由工程师们手工绘制版图，电路设计都是从器件的物理版图设计入手，随着计算机软件技术的进步，工程师可以设计出集成度更高的电路图，同时设计方法也发生了改变，Top-Down(自顶向下)设计方法逐渐取代Bottom-Up(自底向上)成为主流设计方法。Top-Down设计是一开始就进行规格制定，类似于建筑设计时需要确定几个房间和每个房间的用途，以及需要遵守的规则;然后是借助HDL(硬体描述语言)、EDA等工具生成电路图。
图5：IC设计的不同阶段
资料来源：国元证券研究中心
3.1.2 IC设计的市场情况
IC 设计最初作为大公司的一个部分，1984年Xilinx的成立正式开启无工厂代工模式(Fabless)，发展至今也仅仅有30多年的时间，2015年 IC设计产业的市场规模达842亿美元，总部设于美国的IC设计公司囊括了全球IC设计产业营收的 62%，台湾IC设计公司占比为18%，排名第二，中国大陆与欧洲IC设计公司势力此消彼长。大陆IC设计产业近年来急起直追，目前全球市场占比已达 10%，排行第三;欧洲IC设计产业则受到当地第二大与第三大IC设计公司CSR、Lantiq分别被高通(Qualcomm)、英特尔 (Intel)收购影响，导致欧洲IC设计公司的全球占比下滑到2%。
图 6：2015年全球各地区IC设计公司营收占比
资料来源：IC Insights，国元证券研究中心
目前市场上从事IC设计的公司数量众多，仅仅中国2015年设计企业总数就达到了736家，不同种类的IC设计所用到的软件和需要遵守的规则差别较大，较早进入这个市场的公司先发优势明显，主要包括：丰富的设计经验、参与标准的制定和专利。本部分主要从市场的角度介绍目前各个领域的IC设计情况。
IC产品依其功能，主要可分为存储器IC、微元件IC、逻辑IC、模拟IC，各个领域可再进行细分。
图 7：IC产品分类图(依功能划分) 图 8：各部分IC市场份额
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
存储器IC
存储器是指利用电能方式存储信息的半导体介质设备，其存储与读取过程体现为电子的存储或释放，广泛应用于内存、U盘、消费电子、智能终端、固态存储硬盘等领域，存储芯片根据断电后所存储的数据是否会丢失，可以分为易失性存储器(Volatile Memory)和非易失性存储器(Non-Volatile Memory)，其中DRAM与NAND Flash分别为这两类存储器的代表。尽管存储芯片种类众多，但从产值构成来看，DRAM与NAND Flash 已经成为存储芯片产业的主要构成部分。
图 9：存储芯片的分类
资料来源：DRAMeXchange，国元证券研究中心
存储芯片一直由IDM厂商主导，而且相对于制造工艺，IC设计在存储芯片领域起到的作用并不明显，这里只简单介绍NAND Flash和DRAM两大存储市场的现状。
表 2：2016年第一季度NAND Flash品牌厂商营收排名
资料来源：DRAMeXchange，国元证券研究中心
表 3：2016年第一季度DRAM品牌厂商营收排名
资料来源：DRAMeXchange，国元证券研究中心
模拟IC和逻辑IC
模拟IC用于处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号。按技术类型来分有只处理模拟信号的线性IC和同时处理模拟与数字信号的混合IC;按应用来分可分为标准型模拟IC和特殊应用型模拟IC。标准型模拟IC包括放大器、信号界面、数据转换、比较器等产品。特殊应用型模拟IC主要应用在4个领域，分别是通信、汽车、电脑周边和消费类电子。
表 4：2014年前十大模拟IC厂商销售额(单位：百万美元)
资料来源：IC insights，国元证券研究中心
逻辑IC可分为标准逻辑IC及特殊应用IC(ASIC)，标准逻辑IC提供基本逻辑运算，并大量制造，而ASIC是为单一客户及特殊应用而量身定做的IC，具有定制化、差异化及少量多样的特性，主要应用于产业变动快、产品差异化高及整合度需求大的市场。
微元件IC
微元件IC包括微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)及微周边设备(MPR)。MPU是微元件IC中的最重要的产品，主要用于个人电脑、工作站和服务器，CPU是其中的一种，目前以Intel公司为MPU产业龙头。MCU又称为单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片，近年来，数字信号处理器(DSP)芯片已经广泛用于自动控制、图像处理、通信技术、网络设备、仪器仪表和家电等领域;DSP为数字信号处理提供了高效而可靠的硬件基础。MPR则是支持MPU及MCU的周边逻辑电路元件。
3.2 制造部分
集成电路制造过程可分为晶圆制造和晶圆加工两部分。前者指运用二氧化硅原料逐步制得单晶硅晶圆的过程;后者则指在制备的晶圆材料上构建完整的集成电路芯片。
3.2.1 晶圆制造
由于芯片极高的电路集成度，其电路对于半导体基质(晶圆)的材料纯度要求亦十分严苛。由各种元素混杂的硅石到硅纯度达99.9999999%(称为9N)的硅单晶晶圆，晶圆的制造流程，因此可以被认为是硅材料不断提纯的过程：
1)“冶金级硅”制备：从二氧化硅到“金属硅”
由硅石等富含二氧化硅(SiO2)的矿物资源通过提纯得到高纯度二氧化硅。充足的高纯度二氧化硅原料与富含碳原子(C)的煤炭、木炭等反应物被置于电炉中，在1900℃的高温下，二氧化硅与碳发生氧化还原反应：SiO2 + 2 C → Si + 2 CO，初步制得硅(Si)材料。
图 10：从二氧化硅到“金属硅”
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
由于此过程类似通过氧化还原反应冶炼铁、铜等金属的冶金过程，故此过程制备的硅材料被称为“冶金级硅”，又称“金属硅”。“高纯”金属硅材料的硅含量可达98%，但这仍不能达到制成集成电路芯片的纯度要求。
2)西门子制程：从金属硅到多晶硅
冶金级硅的产量占全球硅元素产品产量的20%，该产品被大量运用于铝硅合金铸造业与化工产业。其中，仅有5~10%的冶金级硅被用于再次提纯，进而制成高纯度“电子级硅”(电子级硅产量不到全球硅产品产量的1~2%)。
为进一步提纯硅材料，产业多先转化冶金级硅材料为含硅元素的挥发性液体，如三氯硅烷(HSiCl3)、四氯化硅(SiCl4)，或直接转化为气体硅烷 (SiH4)。之后，在密闭反应室中置入表面温度达1150℃的高纯硅芯，通入三氯硅烷气体。通过化学分解作用，高纯度硅材料得以直接“生长”于硅芯表面，由此提高硅材料纯度。
图 11：从“金属硅”到多晶硅
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
该制程被称为化学气相沉积法(CVD)，用以制备高纯多晶硅。该技术于1954年德国西门子公司申请专利，故又称“西门子制程”。此后的改良西门子法大大降低了制造能耗，并可使制备的多晶硅材料纯度达到99.9999%(6N)。
其他制程，如流化床反应器技术(FBR)、升级冶金硅技术(UMG-Si)等，亦被应用于高纯多晶硅生产，但改良西门子法仍占据产量的多数(达总产量的88%)。
3)柴可拉斯基制程(“拉晶工艺”)：从多晶硅到单晶硅
6N 纯度的多晶硅材料仍不能应用于微电子领域。并且电学性质方面，多晶硅的导电性以无法达到芯片级技术要求。为有效控制半导体材料的量子力学特性，硅材料的纯度仍需进一步提高。通过反复提纯的过程，最终用于集成电路生产的硅材料纯度需达到99.9999999%(9N)水平。
由高纯多晶硅提纯高纯单晶硅，主流的制备工艺为“柴可拉斯基制程”：柴可拉斯基制程指制备半导体(如硅、锗、砷化镓)、金属、盐类、合成宝石等的单晶的晶体生长过程。
图12：从多晶硅到电子级硅
资料来源：德国CGS公司，国元证券研究中心
上一步骤制备的高纯多晶硅，在1425℃的高温下熔融于坩埚容器中。可加入掺杂剂原子如硼(B)、磷(P)原子对半导体进行掺杂，以制成具有不同电子特性的 p型或n型半导体。将转动的高纯单晶硅晶棒没入熔融的多晶硅中，缓慢地转动并同时向上拉出晶棒。同时，盛放熔融物的坩埚以晶棒转动的反向转动。通过精确控制温度变化、拉晶速率、旋转速度，得以从熔融物中提取出标准化的大型圆柱体单晶晶柱，晶柱可高达两米，重约数百千克。
硅晶柱直径决定了切割出晶圆的直径，更大的晶圆意味着单块晶圆上得以印刻更多的集成电路晶片，生产效率可以得到极大提升。现阶段，晶圆制造厂主要生产直径为200mm和 300mm的晶圆。到2018年，450mm直径的晶圆预计可以实现量产。另外，为保证单晶硅材料纯度，晶柱生长的过程通常于惰性气体(如氩气Ar)环境下在惰性反应容器(如石英坩埚)中进行。
在国内，此工艺常被形象地称为制备高纯单晶硅的“拉晶工艺”，此法制备的高纯单晶硅硅锭纯度可达 99.9999999%(9N)，具有优良的半导体量子力学特性，可以被用于集成电路制造领域——该材料因此被称为“电子级硅”。另外，在工业生产中悬浮区熔法等技术也被用于多晶硅至单晶硅的提纯过程。其缺点是制备的晶柱直径往往小于拉晶法的制成直径。
4)最后一步：从晶柱到晶圆
制备了高纯单晶硅晶柱后，需经过：1晶柱裁切与检测、2外径研磨、3切片、4圆边、5研磨、6蚀刻、7去疵、8抛光、9清洗、10检验、11包装等等十一个步骤进行处理。
图12：从晶柱到晶圆
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
3.2.2 晶圆加工
晶圆加工技术是指在晶圆上制造用于电气电子设备中的集成电路的过程。该技术是一个多步骤、反复处理的过程。在实施过程中多次重复运用掺杂、沉积、光刻等工艺，最终实现将高集成度的复杂电路“印制”在半导体基质上的目的。整个晶圆加工过程一般历时六至八周，需要在高度专业化的晶圆加工厂中进行。
图14：无尘车间
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
操作类型
晶圆加工过程与晶圆制造不同，晶圆加工领域的工厂各自遵循本公司特有的生产流程。同时，先进的加工技术逐年推陈出新，使得生产流程不断地发生着改变。但是多样化的制程工艺无外乎从属于以下四个范畴：沉积、清除、成像、电学性质改变。
沉积是指制程中涉及生长、涂覆或将其他材料转移至晶圆上的步骤。沉积技术包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电化学沉积(ECD)、分子束外延(MBE)、相对先进的原子层沉积(ALD)以及其他技术。
清除是指从晶圆上清除材料的技术。例如蚀刻工艺(湿蚀刻或干蚀刻)与化学机械研磨技术(CMP)。
成像塑造或改变沉积的材料，一般称为光刻技术。例如，常见的光刻工艺先将晶圆表面覆盖一层化学物质——光刻胶，之后光刻机聚焦、校准并移动印有电路图的光罩，将晶圆上的选中部分曝光于短波光线下。被曝光的区域此后被显影剂溶液洗去。在蚀刻或其他制程之后，剩余的光刻胶由等离子体灰化法清除。
电学性质改变指掺杂半导体，形成源极与漏极的步骤。该技术过去由扩散炉技术实现，现在多运用离子植入技术。掺杂过程之后晶圆接受炉内退火或更先进的快速热退火(RTA)处理。退火过程激活了植入的掺杂剂。电学性质改变目前也包括了通过紫外线制程降低low-k绝缘体材料介电常数的技术。
高端集成电路设计复杂，所需制程步骤繁多;多层金属连接层技术用以实现大量元件间的有效连接。当代芯片加工多经历300多道制程步骤;可包含11层的金属导线层。
图15：光刻原理
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
图16：掺杂及构建CMOS单元原理
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
制程逻辑
“印刻”于晶圆上的半导体元件需以金属导体连接以实现特定的电路功能。以上各种技术工艺按制程的先后顺序，可划分为前段制程(FEOL)与后段制程 (BEOL)。以集成于芯片上的元件的相互连接为分水岭：FEOL指沉积金属导电层以前，于半导体基质上形成独立元件(如三极管、电容、电阻、独立的 CMOS)的前半段制程;BEOL指金属层沉积后，创建金属导线，连接元件，并构成绝缘各导线的介电层的后半段制程。
图17：晶圆加工制程图例
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
左图体现晶圆加工前段制程与后段制程的具体内容;右图为晶圆上单个CMOS模块的纵切图，从下到上的三个部分符合芯片的三个制程：FEOL前段制程、BEOL后段制程、PACkaging封装制程。
3.2.3 IC制造的市场情况
IC制造属于资产和技术密集型产业，早期进入的厂商凭借其先发优势获取市场份额，赚取高额利润，然后将部分利润投入研发，取得技术上的领先，从而形成了如今市场上强者恒强的局面。
图18：2015年主要的Foundries
资料来源：IC insights，国元证券研究中心
技术方面，各大厂商的主要差别体现在制程工艺。英特尔是近20年来技术的领跑者，2015年Intel利用14nm技术推出了3款处理器，同年年底，Intel提前发布了开发成功10nm技术的消息。台积电在晶圆代工技术的先进性和产能规模方面一直处于全球领先地位，2015年台积电公布了 10nm支撑计划，预计在2016年三季度开始量产，值得注意的是，根据台积电公布的2015年第四季度各种制程收入，其28nm和16/20nm制程创收占比49%。三星在2014年与格罗方德合作，在14nm FinFET制程上进展顺利，2015年初将14nm FinFET推进到量产，同时，三星还宣布在2016年底将10nm FinFET技术投入量产。
国内现有集成电路产能主要由两部分构成，国内晶圆代工厂和国际厂商在国内设厂。前者主要有中芯国际、华虹宏力和武汉新芯，后者有英特尔、三星和联电分别在各地的代工厂。
图19：中国集成电路现有产能分布图
资料来源：Bain analysis，半导体行业观察，国元证券研究中心
同时，鉴于国内出台相关政策支持集成电路产业发展，各大厂商也争相加大投资，用于扩充产能和改进技术。主要有：
台积电于南京兴建月产能2万片12寸晶圆厂，采用16nm制程，预计2018年下半年量产。
联电与厦门市政府合资兴建月产能5万片12寸晶圆厂，预计2016年底投产，月产能达6000片。
英特尔增资55亿美元升级大连厂，月产能由1.5万片12寸晶圆扩增至3~4万片，预计2016年底前完工。
力晶与合肥市政府兴建月产能4万片12寸晶圆厂，预计2018年达产。
格罗方德与重庆市政府合资设计12寸晶圆厂，预计2017年完工。
武汉新芯规划2017年底将2.2万片12寸晶圆扩充至7万片12寸晶圆，新增产能用来生产3D NAND Flash。
根据Gartner公司统计，2015年全球晶圆代工厂前十大排名中，中国大陆有两家企业入围，分别是中芯国际和上海华虹。中芯国际连续两年全球排名第五，但其营收增幅高居第一，上海华虹2015年全球晶圆代工排名第十，其Java智能卡芯片出货量在2015年突破7.2亿颗，再创历史新高。
3.3 封装部分
3.3.1 封装技术介绍
集成电路封装是半导体设备制造过程中的最后一个环节。在该环节中，微小的半导体材料模块会被置于一个保护壳内，以防止物理损坏或化学腐蚀。集成电路芯片将通过封装“外壳”与外部电路板相连。
封装过程后，通过封装测试的成品集成电路设备，将作为成品最终投入的下游设备的应用中去。
图20：集成电路封装
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
封装技术的发展演变
追随摩尔定律，芯片集成度日益提高，单体集成电路需要日益增多的引脚与外部设备连接，以实现更复杂的逻辑控制功能;同时，随着科技进步，各类电子设备向着小型化、智能化发展，电路系统的微缩要求集成电路芯片的体量不断减小。所以，保证性能的前提下，“多引脚、小体量”的芯片封装始终是集成电路封装技术的发展方向。
随着封装技术的发展，集成电路封装模式不断推陈出新。目前，各种封装技术均用于不同的市场领域。这里，按照各种工艺出现的先后顺序介绍市场上主流的一些封装技术。
最早的集成电路封装于扁平的陶瓷管体内，由于其可靠性与较小的体量，在军事领域被应用多年。随后陶瓷管体的封装模式很快进步至塑料管体的DIP(双列直插式封装)。
图21：双列直插式封装
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
在1980年代，VLSI规模集成电路的引脚数量超过了DIP封装的技术限制。PGA(插针网格阵列)封装及LCC(无引线芯片载体)封装投入生产，用以突破DIP封装的限制。
图22：插针网格阵列封装(左)和无引线芯片载体封装(右)
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
表面黏着式封装出现于80年代早期，并于80年代末期兴盛。用于小外形集成电路的鸥翼型封装与J-引脚封装采用优化的引脚间距，使得运用该技术的封装比等效的DIP封装占用面积少30-50%，厚度薄70%。
图23：鸥翼型封装(左)和J-引脚封装(右)
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
下阶段，封装技术迎来了巨大的技术创新——表面阵列封装。该技术在封装管体的表面铺设连接节点，因此得以提供比此前封装技术更多的外部连接(此前的封装方式只在管体周围引出接点)。其中BGA(球栅阵列)封装成为广泛应用的封装技术之一。
图24：球栅阵列封装
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
BGA 封装技术在1970年代便已经存在。1990年代，该技术演进至FCBGA(倒装芯片球栅阵列)封装。FCBGA封装允许存在多于任何封装技术的针脚数量。在FCBGA管壳内，晶片被正面朝下倒装并通过类似于印刷电路板的基体(不通过引线)，与管体球栅建立连接。因此FCBGA可以允许成阵列的输入输出信号分散连接至整个晶片表面，而非限制于芯片四周。
图25：倒装芯片球栅阵列封装
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
相较于集成电路内部信号传输，芯片电路接出晶片，穿过封装管体，接入印刷电路板，会经历各种不同的电学性质。这将产生更大的能耗并依赖特殊的设计技术。近期的技术发展注重于堆叠多块晶片的SIP(系统级封装)或3D-IC(三维集成电路)封装;以及在小块基质上组合多块晶片的MCM(多芯片模组)封装。
图26：系统级封装和多芯片模组封装
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
3.3.2 IC封装的市场情况
上一部分主要介绍市场上存在的各种封装技术，市场上的公司普遍将封装业务和测试业务结合在一起，本部分将主要介绍相关市场和公司的情况。
全球封测产业主要表现为日月光、安靠与长电三强鼎立的结构。继长电集团成功并购星科金朋后，日月光与矽品宣布合组控股公司，近期市场上又传出通富微电收购安靠的消息，整个封测行业集中度会进一步提升。
图27：2015全球前五大封测厂市场占有率
资料来源：公开市场资料，国元证券研究中心
2015 年国内封装测试业继续保持快速增长，其规模达到1，384亿元，同比增速达10.2%。截止至2015年底，国内有一定规模的IC封装测试企业比2014 年增加2家达87家，其中本土企业或内资控股企业29家，外资和台资企业在国内IC封测业占有多数地位依然没有改变。
根据封测协会不完全统计，至2015年国内封装测试企业在BGA、CSP、WLP(WLCSP)、FC、FCBGA、BUMP、SiP等中高端先进封装的销售占比约为30%，国内部分企业总体业务中，先进封装的占比已达到40-50%的水平。
国内公司现有封测技术
华进半导体封装先导技术研发中心有限公司的2.5D TSV硅转接板制造及系统集成技术，包括高深宽比(10*100μm)TSV互连、双面多层细节距RDL和超细节距微凸点(40μm节距)及多层/多芯片 flip-chip封装技术，实现功能更多、尺寸更小、速度更快的电子模块封装制造。
华天科技(昆山)电子有限公司的焊盘通孔全填充的12 寸图像传感芯片WLCSP封装技术，包含了晶圆键合、干法蚀刻、Low-K切割、Ti/Cu RDL等12寸晶圆极关键制程工艺，实现了焊盘通孔全填充的硅通孔结构以及芯片侧面包封结构。在提高产品性能和增强产品可靠性、大幅度降低成本和节约能耗、提升良率和提高经济效益的同时、实现了自动化智能化生产。
苏州晶方科技半导体科技股份有限公司的12英寸硅通孔晶圆级芯片尺寸封装技术，首次将TSV技术引入影像传感芯片的12英寸晶圆级封装，通孔绝缘及路线再分布时RDL使用电泳材料作为绝缘层，封装后影像传感器的厚度约为 500μm，可立即支持各种电子产品，符合目前超薄趋势。
江苏长电科技股份有限公司的超小超薄芯片高可靠性1006/0603封装技术，包括特殊设计的导线架技术，特殊结构的包封技术，使得产品在电能、热性能及可靠性上可与世界先进产品媲美。
南通富士通微电子股份有限公司的12英寸28纳米晶圆级先进封装测试制程技术，采用先进的密节距凸点制造技术及TCB-NCP/MUF等flip chip封装技术，实现了移动智能终端应用处理器芯片的封装，满足了芯片的高集成度、电性能、小外形及低成本的要求。
