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

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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。