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先进封装浪潮下的设备机遇
2026-08-24 10:24
行业与公司 * **行业**:先进封装行业,涵盖2.5D/3D封装技术、设备及材料[1] * **核心公司**: * **国际**:台积电、日月光、英特尔、安靠、ASMPT、Besi、EVG、SUSS MicroTec、KLA、佳能、阿斯麦、尼康、DISCO、东京精密[2][8][12][13][15][16] * **国内**:盛合晶微、长电科技、通富微电、华天科技、汇成股份、永熙科技、中芯国际、拓荆科技、快克智能、芯碁微装、上海微电子装备(SMEE)、光力科技、华海诚科、德龙激光[8][9][13][15][16][17] 核心观点与论据 1. 先进封装技术路线与演进方向 * **三大技术路线确立**:台积电的3D Fabric体系包含两大平台、三条技术路线,即CoWoS的2.5D封装、SoIC的3D芯片直连以及CPO的光电芯片直连[2] * **CoWoS技术演进**:核心方向是追求更大尺寸封装和堆叠更多HBM,技术从CoWoS-S演进至CoWoS-L,后者采用在RDL中嵌入硅桥的非全硅中介层方案,封装尺寸已从推出时的3.5倍光罩大小发展至超过5倍,并计划在2027年实现9.5倍光罩大小的目标[3][4] * **长远技术方向**:包括向板级封装演进,核心是将中介层基底从12英寸晶圆转变为方形板级形态,关键变化在于临时载板从硅基向玻璃基转换;其次是玻璃基板的应用,将ABF基板替换为玻璃基板,带动TGV打孔及检测设备需求;更远期探索包括在中介层中用玻璃替代硅桥,以及将PCB与ABF载板集成为采用MSAP工艺的PCB基板[5] 2. 资本开支与扩产计划 * **全球资本开支加速**:台积电CoWoS产能连年翻倍,并上调2027年扩产目标;SoIC产能从数千片/月向数万片/月级别扩张,同样保持每年翻倍增长;日月光、英特尔、安靠等公司近两年先进封装资本开支也维持在较高水平[8] * **国内厂商大举投资**:盛合晶微上市募资建设1.6万片/月产能的3D多芯片集成封装项目,并于2026年6月宣布约100亿元的3D IC项目投资;长电科技预计2.5D业务未来一两年内达数十亿元规模,并于2026年6月公告在临港投资约78亿元的项目;通富微电对外披露先进封装产能约4,000片/月,同时在海内外积极布局扩产[8] * **投资对设备市场影响显著**:以盛合晶微IPO数据为例,其84亿元投资中,约90%(即75亿元)用于设备购置,计划建设每月1万片的2.5D产能及每月8万片的单片产能,表明先进封装万片月产能投资规模巨大,设备占比极高[9] 3. 关键设备需求与市场格局 * **前道设备用量反超后道**:自2024年起,先进封装领域前道设备用量将超过后道设备,其中电镀设备、前道键合设备、PVD沉积设备及光学检测设备应用场景最多,占比最高[9] * **后道设备市场**:预计到2030年,后道设备市场规模将达到约100亿美元,其中互连设备(主要是固晶键合设备)占比约40%至50%,芯片准备设备(主要是划切和减薄设备)占比约30%[10] * **键合设备**: * **热压键合(TCB)**:当前HBM 12层堆叠以TCB为主,直接受益于CoWoS和HBM发展,ASMPT占据较高市场份额,韩美半导体、韩华等韩系厂商在HBM应用中占有重要地位,国内快克智能于2025年完成样机研发,正在多家客户处推进打样和验证[11][12][13] * **混合键合(HB)**:16层以上HBM将转向混合键合,支持更高互连密度,是3D直连关键,2025至2030年预计成为增长最快的设备类别,Besi是Die-to-Wafer混合键合领域龙头,国内拓荆科技较早布局并已在客户端获得批量订单[10][11][13] * **光刻设备**: * **直写光刻优势凸显**:随着先进封装向大尺寸发展,直写光刻不依赖掩膜版,能更好应对大尺寸封装带来的翘曲问题,规避拼接掩膜版导致的良率影响因素,国内芯碁微装设备已助力多家国内先进封装厂商实现类CoWoS-L产品量产[14][15] * **竞争格局**:掩膜版光刻设备市场佳能地位较高,阿斯麦计划于2025年末启动首批出货,国内上海微电子装备在晶圆封装光刻机领域国内市场占有率高达90%;直写光刻领域,尼康LDI设备已从2025年7月开始接受订单[15] * **划片与减薄设备**: * **市场由DISCO主导**:日本DISCO占据绝对主导地位,东京精密位居第二但市场份额差距较大,这为国产替代创造机会[16] * **国内厂商加速渗透**:光力科技通过收购以色列ADT公司进入机械划片领域并已获批量订单,同时布局激光划片和研磨抛光一体机;德龙激光在激光划片、激光开槽及SDBG激光隐切等方面均有布局;华海诚科专注于研磨抛光领域并推出研磨抛光一体机[16] 其他重要但可能被忽略的内容 * **键合技术迭代路径**:传统非先进封装主要采用打线键合,先进封装以芯片倒装和铜柱互连为起点,当前HBM 12层堆叠以TCB为主,16层以上将转向混合键合,混合键合面临现有TCB设备投资规模巨大、单位投资金额更高以及需要克服良率问题等挑战[10][11] * **CoWoS领域键合技术应用**:HBM堆叠主要使用TCB,SOC中Die-to-Wafer和Die-to-Die环节有时会采用混合键合,将HBM和Logic Die贴装到中介层主要使用TCB,被动元器件贴装多采用回流焊炉,封装后段部分工艺正逐步从倒装芯片回流焊转向TCB以获得更高连接密度[11] * **混合键合未来应用场景**:除了HBM长期演进,在3D互连领域如台积电SOIC技术体系中GPU与加速器连接已普遍采用混合键合,CPU内部光电芯片直连以及国内TOW等封装方式也在探索混合键合应用[11] * **划片与减薄新兴工艺**:衍生出将划片与研磨相结合的复合工艺方案如DBG和SDBG,旨在提高芯片剥离效果和减薄良率;精密封装对减薄要求提高,催生研磨抛光一体机以及配合临时键合和激光剥离的减薄工艺[15] * **投资建议方向**:聚焦于对技术路径产生关键影响的核心设备,如受益于CoWoS和HBM扩产的TCB键合设备(关注快克智能),应用于3D堆叠和未来更高层数HBM的混合键合设备(关注拓荆科技);以及深度参与国内先进封装产业发展的公司,如光刻环节的芯碁微装,划片与减薄领域的光力科技、华海诚科和德龙激光[17]