半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。

引线框架是半导体封装的基础材料，是集成电路的芯片载体，借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，起到和外部导线连接的桥梁作用，主要功能是起到电路连接、散热、机械支撑等作用。

框架构成：主要由两部分组成，芯片焊盘和引脚。芯片焊盘在封装过程中为芯片提供机械支撑，引脚是连接芯片到封装外的电学通路，每一个引脚末端都与芯片上的一个焊盘通过引线连接，为内引脚，另一端提供与基板或PC板的机械和电学连接，为管脚。

在选择引线框架时要考虑如下因素：制造难易、框架性能要求、合适的加工方法、以及成本。

考虑因素具体说明：

框架性能要求：

选材：框架与塑封材料的粘合性，物理键合是不够的，要考虑化学键合。

粘结性、热膨胀系数、强度以及电导率

框架的几何形状和成分也应考虑，会影响到封装模块的可加工性、质量及性能。

框架材料能否满足加工、封装装配、PCB板装配及器件的性能要求。

合适的加工方法：

引线框架的加工方法一般为机械冲压法和化学蚀刻法。

一般使用跳步工具，靠机械力作用进行冲切，这种方法所使用的模具比较昂贵，但框架生产成本低。

缺点：机械冲压加工的精度无法满足高密度的封装要求。

主要采用光刻及金属溶解的化学试剂从金属条带上蚀刻出图形。大体可分为以下步骤：

冲压定位孔→双面涂光刻胶→ UV通过掩模版曝光、显影、固化→通过化学试剂腐蚀暴露金属（通常使用FeCl3等试剂）→去除光刻胶

蚀刻法特点：设备成本低、框架成本较高、生产周期短。

框架材料在完成成型加工后，要进行框架表面处理，目的是使框架防止锈蚀，增加粘结性和可焊性。镀层材料要比框架基体具有更好的抗腐蚀性，要致密，无空洞，有强度保证不在后期工序中开裂，防止氧化。

一般的镀层工艺不会在整个框架上涂镀层，在框架芯片焊盘和内引脚上镀银，增加粘结性和可焊性。

• 为解决铜合金的氧化问题，可在表面镀一层高分子材料，特种高分子材料在一定温度下会发生分解挥发，保证了框架的抗腐蚀性又不会影响到材料的可靠性以及与其他材料的粘结性。

• 较大尺寸封装，可以用聚合物带状材料增强框架的机械强度，起到降低塑封材料流动时引线挂断或者芯片移位等问题，用于增加框架的机械强度。

• 聚合物带状材料的技术壁垒在于：必须经受住高温工艺，包括成型操作、后固化及接下来的温度循环和器件可靠性测试，一般用的比较多的是聚酰亚胺膜（提示：此处为技术壁垒及一般可用材料）。

框架材料通常由合金材料制成，封装技术决定了封装材料的使用，基本是一代封装、一代材料的发展规律，不同的半导体封装方式需要采用不同的引线框架（不同的封装方式请见附表）。

随着全球及国内封装市场规模的增加，引线框架的市场规模也在平稳的增长，下图为全球市场及我国市场的引线框架的市场规模。

可以看出在2017年，全球的引线框架的市场规模约为 ~ 33.7亿美元，折合人民币约为 ~230亿人民币。

我国的引线框架的市场规模约为 ~11.55亿元美元，折合人民币约为 ~80亿人民币。

图1. 引线框架全球及我国的市场规模

全球引线框架的总产量规模为5371亿只（此为2013年数据）。根据封装技术的不同，全球引线框架的产量规模如下表所示（不同封装技术参照表1）。

表1.全球引线框架及技术分类总产量

（图表及数据来源：SEMI.ORG半导体行业报道；中国半导体引线框架产业发展情况解析http://news.hexun.com/2014-08-25/167833576.html）

中高档封装形式（SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA等）市场需求不断增长，引线框架的设计不断向多排、MTX、小基岛、IDF方向发展，电镀朝着宽排、环镀方向发展。目前国内主要供应70×250mm框架，83×250mm的框架也已在部分产品上进行，开始批量供货，而国外厂商主要适用的框架片宽片长都是78×250mm以上，以后会朝着90×290mm更大的片宽设计。

冲压朝着深打凸、引线小间距方向发展，但不能满足高精度、高密度的引线框架发展，以后的发展方向还是蚀刻型引线框架。

我国半导体封装业整体水平和全球主流技术还存在一定的差距，主要集成电路封装技术还处于表面贴装阶段水平，国内本土集成电路封装测试企业主要采用的封装形式是DIP、SOP、PLCC以及QFP等传统技术，产品大都属于中低档类，附加值较高的BGA、FC、CSP等高尖封装技术目前还未完全掌握，而外资封装测试厂已经实现在全球生产资源配置，多采用主流BGA、CSP、MCM、MEMS等封装形式，技术水平高于国内本土企业。

目前国内供应的冲压引线框架引脚间距在3.9mil，引脚宽在4.3mil，而国外厂商要求引脚间距最小3.6mil，引脚宽最小3.8mil。高密度和高精度的高档引脚封装（多为蚀刻引线框架，满足细间距、多引脚产品）目前仍严重依赖于进口。

引线框架属于半导体封装中必要的一步，属于半导体封装前端材料。据SEMI.org报道，全球半导体封装材料增速为1.9%。台湾地区作为众多晶圆制造与先进封装基地，连续第7年成为全球最大半导体材料买主，年增率达3.9%。大陆近两年来也一跃成为增速最快的市场，与台湾年增长率持平，约为3.9%（出处：SEMI.org半导体行业报告）。

据报道，全球引线框架产量提升5.7%，但销售额只增长1.8%，主要是铜材价格下跌引起。

从图1 中我们也可看到我国引线框架市场规模由2016年11.33亿美元增至2017年11.5亿美元，年增长率约为2.2%。

引线框架的市场增速并未如预期一样，有很大的增长速率，猜测的原因为 1）芯片向小型化发展，单个芯片所需的引线框架材料减少，所以从总量上来说，引线框架并未有太大增幅（引线框架总量 = 芯片总量*单个芯片所需引线框架）；2）受上游原材料价格的影响，虽然产量上升，但逐年市场销售额增加并不显著。

世界引线框架生产厂家市场供应格局没有发生大的变化，仍以日韩及中国台湾等外资企业为主，下表为引线框架的主要生产厂商及年市场占有率：

表2. 主要市场厂商

根据产品结构形成的市场格局：

下表为冲压框架和蚀刻框架的主要供应商：

冲压框架主要供应商：

表3. 世界主要冲压引线框架供应商

蚀刻框架主要供应商，供应主要产品均为LQFP、QFN/DFN等

表4. 世界主要蚀刻引线框架供应商

从产品结构来看，上表中的绝大多数国外企业都有蚀刻框架，而国内框架企业中，蚀刻框架明显是个短板，基本被国外企业垄断。

国内框架企业在冲压框架上，具备了国际抗争的能力，但在蚀刻框架上，国内企业才刚刚开始打破国外垄断。目前高密度蚀刻框架，国内只有康强电子一家形成了大批量供货的能力。中国的引线框架生产企业中，外资企业与国内企业各占50%，主要集中在长江三角洲一带。内资的企业及其主要产品如下表所示：

表5. 内资主要引线框架供应商及其主要产品

上游：

引线框架的上游产业为不同封装技术对应的不同引线框架的上游原材料，如铜丝等金属丝或者金属材料，因此引线框架的销售额受到上游的原材料价格影响波动较大。

下游：

引线框架的直接下游客户端即为半导体封装企业，大型的国际封测企业有INTEL、AMKOR、ASE、CHIPPAC、SAMSUNG等，这些企业在国内大量设置工厂，对国内引线框架的发展是个利好因素。

国内本土的封装企业发展也较为迅速，如长电科技、通富微电、华天科技、华润安盛这样的大型企业产量均有较大幅度上升，长电科技投资的宿迁工厂、滁州工厂；华天科技投资的华天科技园工厂、通富微电的三期扩产项目等都相继投产，不仅大大提高了引线框架市场需求量，而且也对高端封装用的引线框架国产化提供了更大的发展空间。

下游封装企业在国内的需求增加将对引线框架起到拉动作用。

此处节选自宁波康强电子的招股说明书。宁波康强电子的主要产品有：

１.  冲压、蚀刻引线框架产品

２.  键合丝：键合金丝、铜丝，主要用于芯片和引线框架间连接线。

３.  电极丝：包括黄铜电极丝、镀锌电极丝，主要用于慢走丝精密线切割机床切割磨具。

其２０１７年及２０１６年招股说明书关键财务数据如下表所示：

图２.　康强电子关键财报数据

由康强电子关键财报数据可看出，引线框架产品为其主营业务，毛利率有３１.９１％。

技术发展挑战：

（1）宽排及高密度的技术要求

封装企业面临的价格竞争日趋严重，各企业为了有相对的竞争优势，一是通过提高封装密度以减少材料消耗来实现，二是通过提高生产效率以减少单位产品的固定费用，这两个方面都要求引线框架配合开发出高密度（物理概念: 芯片小型化，尺寸减小，引脚等数量不变甚至增多，则密度变大 – 既单位面积引脚数增多）及多排框架。因此，对引线框架的生产企业必须进行技术提升，开发出更加精密的冲制模具及大区域电镀设备及局部电镀技术。引线框架的宽度，2011年主流是50~60mm，2012年已使用60~70mm，2013年向70~80mm迈进。像SOP8/SOP16等产品，已开发12排框架，宽度达到83mm。在2015年前后，引线框架宽度达到90~100mm。

宽排产品及高密度框架，带来了设备及生产技术的高提升要求，这将导致引线框架企业的较高投入要求及研发能力的提升，对行业内企业会有重新定位的需要。因此，最近两年引线框架企业的投入还需加大。

（2）产品可靠性技术的挑战

随着客户对封装产品可靠性的要求越来越高，封装企业也开始转向要求引线框架企业配合开发新的引线框架技术，其中目前最流行的是引线框架的表面处理技术，通过对引线框架的特殊表面处理，达到框架与塑封料的紧密结合，提高产品的可靠性。

在可靠性的问题上，也是由第一章所述的几个因素（制造难易、框架性能要求、合适的加工方法）共同决定的，需要综合考虑。

上游原材料壁垒：

受成本控制的需要，国产铜带代替进口的呼声强烈，但国产铜带的品质改善提高还跟不上市场的需求。

由于引线框架的材料，加工工艺受制于不同的封装技术，因此要时刻关注封装技术的发展和迭代导致现有引线框架不再适用，而被取代的风险。

半导体封装产业引线框架应关注高端的蚀刻框架，机械冲压引线框架已有大批企业在做，且已经不能满足高精密度、高排版的半导体密封需求，没有多少投资价值。

关注蚀刻框架的原因在于：1）芯片封装的发展趋势朝着高密度、多排版且精密封装的方向发展，只有技术壁垒含量高的蚀刻框架才能满足；2）目前高端的蚀刻引线框架仍被国外（日韩）企业所垄断，国内属于刚刚打破垄断的时机，目前国内只有康强电子一家具备蚀刻引线框架生产的能力，投资时机比较符合我们的投资逻辑；3）国内下游段半导体封装企业需求增大（国外在中国设立的工厂及中国本土企业），且对于高端封装的需求对于蚀刻型引线框架的发展是个利好因素；4）蚀刻型引线框架毛利率约为32%，是半导体封装中必不可少的辅料，属于进口替代／高毛利的辅料投资逻辑。

目前关于精度较高的蚀刻型引线框架的数据仍较少，可在后续的搜寻过程中关注这里，并寻找相关企业，在搜寻相关企业或者判断相关引线框架企业时，要着重注意它下游的芯片应用领域及对应的封装技术和要求，再此基础上根据制造难易、框架性能要求、合适的加工方法、以及成本这几个因素进行甄别。

在寻找相应企业的过程中，还可以筛选些因为技术壁垒增加带来的电镀企业。

投资的风险仍来源于新的封装技术的迭代。

附表1. 不同的封装方式，封装示意及所应用的领域

表6.不同的封装方式及所用的引线引脚示意图

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原文始发于微信公众号（接力创投）：接力研究丨半导体封装 – 引线框架细分行业研究