海外信息科技行业先进封装系列报告二：TCB确定性放量，混合键合平台化打开第二成长曲线

AI算力驱动先进封装升级，键合设备迎来量价齐升周期

AI算力需求推动半导体资本开支持续向HBM、先进逻辑和先进封装环节集中。在先进封装内部，互连密度、精度和散热方向的持续升级，正推动键合设备从传统的Die attach/FC向热压键合（TCB）及混合键合（HB）持续演进。目前TCB是当前较为明确的设备需求，而HB则对应长期的技术升级空间。

在中后道设备中，键合设备是价值量和市场规模较大的子类之一。在后道封装市场中，键合设备的市场规模占比约44%，是占比最大的设备类别。随着资本开支向后道设备传导，叠加先进封装在整体封装市场的比例提升，预计整体键合设备的ASP和出货量均有望提升。据Global Market Insights数据，2025年全球键合设备市场规模约23亿美金，至2031年将增长至约36亿美金，至2035年增长至约52亿美金，2026-2035年复合年均增长率约8.5%。从全球竞争格局看，前五大键合设备厂ASMPT（18%）、Besi（17%）、K&S（15%）、EVG（9%）和SUSS（7%）合计占据约66%的市场份额。

目前主要的2.5D/3D先进封装中，热压键合TCB主要用在台积电CoWoS、Intel Foveros和存储厂商的HBM等。未来Intel Foveros Direct 3D、SoIC部分系列以及HBM5等有望采用混合键合技术。

热压键合TCB：HBM扩产驱动设备进入高景气周期

随着前道晶体管缩放及其成本降低变得日益艰难，维持摩尔定律的进展不仅取决于前道工艺的突破，同样也取决于先进封装与异构集成的持续创新。驱动现代数据中心以及AI实现惊人飞跃的处理器，无一不依赖于采用微间距及超微间距互连的先进封装技术。随着ubump pitch持续缩小，传统大规模回流焊工艺面临越来越严重的翘曲、对准精度和焊料互连可靠性等问题。在此背景下，TCB通过将逐颗Die进行高精度对准，并通过热量和压力控制完成键合，正在成为HBM和部分先进逻辑封装的重要键合方案。

HBM是TCB设备最具确定性的增量来源之一，HBM产能扩张和堆叠层数提升共同驱动TCB设备需求的增长。短期内，由于JEDEC放宽了HBM的高度标准，热压键合设备仍是各存储厂商HBM制造的主流键合设备。2025年，JEDEC协会放宽了HBM4在高度方面的要求，将12层及16层垂直堆叠的HBM4高度放宽至775微米，以便存储厂商在现有键合技术中实现16层堆叠，无需转向新的混合键合技术。此外，HBM的后续产品正在向20层DRAM升级，堆叠层数提升叠加HBM的强劲需求，将在短期内持续拉动TCB设备的需求。

竞争格局方面，TCB键合设备市场目前主要有韩国的韩美半导体（Hanmi）、SEMES、韩华SemiTech，日本的东丽Toray、新川Shinkawa，以及新加坡ASMPT等主要厂商。韩美半导体在HBM TCB键合机市场上拥有最高的市场占有率。ASMPT目前优势在先进逻辑客户，2026年上半年营收中先进封装占比已达30%，2025年全年TCB业务营收同比增长146%。公司远期目标在整个TCB市场占据30%-40%的市场份额。

Fluxless TCB：向更小pitch演进的重要技术路线

未来随着pitch的缩小，将驱动TCB设备从传统热压键合到无助焊剂热压键合（Fluxless TCB）。传统TCB需要使用助焊剂去除氧化物，而当互连间距缩小到40μm以下时，助焊剂被完全清洗的难度提升，未完全清洗会引发良率下降。因此，目前HBM的键合正在从传统TCB向无助焊剂TCB方法转变，采用甲酸蒸汽或等离子清洗等先进方法，在惰性环境下进行，从而在键合前彻底清除氧化层。

目前无助焊剂热压键合设备主要用于逻辑芯片，如ASMPT已获得某先进逻辑客户的C2W AOR无助焊剂TCB设备订单。从HBM4e开始，存储厂商开始考虑无助焊剂热压键合技术，如K&S目前已实现Fluxless TCB设备量产，并正将其APTURA平台由先进逻辑拓展至存储领域；ASMPT也已获得下一代HBM fluxless TCB设备订单。预计到2028年左右，随着pitch的进一步缩小、封装层数的增加，叠加混合键合技术尚未成熟，flux-less TCB可能迎来更多需求。

混合键合HB：长期技术升级方向，D2W决定市场弹性

混合键合（HB）是一种先进的半导体封装技术，可实现芯片间铜-铜和氧化物-氧化物的直接连接，无需微凸块的辅助结构。这种方法显著提高了互连密度、电气性能和优异的热效率。根据Besi数据，与TCB+ubump方案相比，混合键合可以实现互联密度提升15倍、速度提升12倍、带宽密度提升近200倍、能效性能提升超100倍。

在系统经济性方面，若以单互联成本为衡量标准，混合键合仅为TCB方案成本的1/10。当堆叠层数从8层迈向16层甚至20层时，TCB方案所需的ubump数量呈指数级增长，而混合键合凭借Cu-Cu直接键合，在大规模互连场景下展现出显著的成本优势。此外，参考三星数据，混合键合可以使HBM堆叠热阻降低约30%，直接减少数据中心的制冷功耗和散热基础设施投入。

混合键合技术堆叠半导体器件的主要方法有W2W和D2W两种。W2W是指在堆叠过程中，顶部和底部半导体器件都保持晶圆形式，生产效率更高，但不能选择有缺陷的芯片，产量较低；D2W是指顶部的半导体器件被切成单独的die，然后堆叠在底部的wafer上，能够选择好的芯片，产量更高。目前W2W仍占主流，主要用于CIS和3D NAND等领域；D2W未来则主要用于HBM和3D SoIC等产品的堆叠，是未来混合键合弹性的核心所在。

在HBM领域，随着存储需求的提升，HBM层数、散热、互连间距的要求更高，2027年的HBM4e-16Hi和定制型HBM有望采用混合键合，预计最晚至HBM5时，HBM将开始采用混合键合。在逻辑领域，AMD从5800X3D开始的各类Ryzen X3D系列处理器都采用了SoIC封装，英伟达下一代Feynman、博通3.5D XDSiP、苹果M5/M5 Max等预计也将采用混合键合技术。此外，CPO等光通信预计将成为混合键合设备的远期增量，台积电的混合键合COUPE技术引领CPO领域，据Lightcounting预测，CPO市场2026-2030年出货量复合年均增长率约318%。

混合键合平台化：带动清洗、量检测等设备价值外溢

混合键合设备正加速向集成化、系统化演进，从单一的键合主机迈向面向大批量制造的一体化作业平台。在D2W等复杂应用场景下，设备形态正在打破过去分散式工艺模块的局限。以AMAT与Besi共同开发的Kinex系统为例，该平台直接集成了湿法清洗、等离子体活化以及原位计量。SUSS的XBC300 Gen2 D2W平台也成功整合了SET的NEO HB贴片机与SUSS自身的清洗、活化及计量模块。这种高度集成的硬件架构，大幅减少了晶圆在不同设备间流转的暴露风险。

混合键合工艺对物理极限的追求将倒逼中道设备规格全面升维。混合键合对晶圆表面的平整度、粗糙度以及颗粒物污染要求较高，这将极大地拉升对前置中道工艺的要求，例如化学机械抛光（CMP）的纳米级平整度控制、薄膜沉积的极高均匀性，以及更高精度的光学量测与清洗设备等。这将彻底打破传统前中后道的界限，推动整个先进封装设备生态链进行深度的技术迭代与价值重估。

键合设备厂商梳理：短期看TCB，中长期看HB平台化

ASMPT兼具先进逻辑及HBM TCB需求，并向Fluxless TCB和HB延伸，具备较强的短中期业绩弹性。2026年上半年新增订单16.3亿美金，Book-to-Bill ratio达到1.43，为2021年以来最高值。公司指引到2028年整体TCB TAM将达16亿美金，远期目标实现35%-40%的市场份额。

Besi产品覆盖FC、TCB和HB，在混合键合客户和平台化能力方面具备领先优势。截至2026年二季度，其混合键合设备客户数已增长至21家。三星正在建设D2W混合键合量产生产线，Besi为主要供应商，已开始引进50台D2W混合键合机。

K&S是率先实现无助焊剂的Cu-Cu TCB设备商业化的厂商之一，其APTURA平台集成了采用等离子和甲酸两者的Fluxless TCB选择方案，正将其技术由先进逻辑拓展至存储领域，具备长期追赶空间。

Hanmi深度绑定HBM客户，在用于HBM的TCB设备中市场份额第一，营收中约60%-70%来自于TCB设备。自2017年以来，Hanmi为SK海力士唯一的TCB设备供应商，同时也是美光的TCB设备重要供应商。面对未来TCB向HB转型，公司已宣布投资1000亿韩元用于HB设备的开发和生产设施建设。