半导体封装设备行业深度报告: 后摩尔时代封装技术快速发展,封装设备迎国产化机遇.pdf
- 上传者:居里夫人
- 时间:2024/04/16
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半导体封装设备行业深度报告: 后摩尔时代封装技术快速发展,封装设备迎国产化机遇。后摩尔时代渐进,先进封装快速发展。随着先进制程工艺逐渐逼近物理极限,越来越多厂商的研发方向由“如何把芯片 变得更小”转变为“如何把芯片封得更小”,先进封装快速发展。先进与传统封装最大区别在于芯片与外部电连接方式, 先进封装省略引线,采取传输速度更快的凸块、中间层等,主要包括凸块( Bump )、倒装(Flip Chip)、晶圆级封装 (Wafer level package)、再分布层技术(RDL)和硅通孔(TSV)技术等。
我国封测产业链较为成熟,但封装设备国产化率较低。2022年全球委外封测(OSAT)厂商前十大合计占比约78%,基 本被中国台湾和中国大陆厂商包揽,中国台湾日月光、安靠等合计占比约41%,中国大陆长电科技、通富微电占等合计 占比约25%;但国内缺乏知名封装设备商,封装设备国产化率不超过5%,主要系产业政策向制程设备等有所倾斜,我们 认为未来自主可控背景叠加国产设备商突破,封装设备的国产化率有望进一步提升。
传统&先进封装所需设备有一定重合但工艺要求有所变化,设备增量主要在于前道图形化设备。(1)传统后道设备: ①减薄机:可分为转台式磨削和硅片旋转磨削两种方式,先进的多层封装芯片厚度都在100μm以下甚至30μm以下,增大 减薄难度;②划片机:目前以砂轮划片机为主导,激光划片机补充,激光切在超薄硅晶圆、低k介质晶圆、小尺寸及 MEMS 芯片方面凸显出重要优势;③固晶机:对设备的效率和精度要求提高,关键在于视觉对位系统、运动控制等;④ 键合机:过去传统多为引线键合,但晶圆级封装技术快速发展,如临时键合&解键合是处理超薄晶圆背面制程工艺的关 键支撑,混合键合仅通过铜触点实现短距离电气互连;⑤塑封机:转注封装多用于传统封装,先进封装背景下压塑封装 为未来趋势;⑥电镀机:传统封装中电镀机主要在封装体的特定部位上沉积金属层,随着先进封装发展,例如凸块、 RDL、 TSV等均需要电镀金属铜进行沉积。(2)新增前道图形化设备:先进封装与传统封装工艺流程最大的区别在于 增加了前道图形化的工序,主要包括PVD或CVD等薄膜沉积设备、涂胶显影设备、光刻机、刻蚀机、电镀机等,如TSV 需要硅刻蚀钻孔、需要PVD来制作种子铜层,凸块也需要涂胶显影、光刻、刻蚀来制作更精细的间距。
他山之石可以攻玉,海外龙头经验借鉴。(1)减薄机&划片机:龙头为日本DISCO、东京精密等,二者合计份额在70- 90%左右,其中DISCO为切磨抛设备+刀轮、磨轮耗材龙头,国内布局减薄机的主要有华海清科、迈为股份、晶盛机电 等,划片机主要有迈为股份、光力科技、大族激光、德龙激光等;(2)固晶机:Besi和ASM占据全球前两位,CR2在 60%左右,国内主要为新益昌、快克智能等;(3)键合机:海外K&S(库力索法)、ASM为半导体引线键合机龙头, CR2约80%,国内主要为奥特维等,晶圆键合机龙头为奥地利EVG、德国SUSS等,CR2约70%,国内主要为拓荆科技、 芯源微等。
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