2025年芯碁微装研究报告:领先的LDI设备公司,受益PCB设备投资扩张与先进封装产业趋势
- 来源:开源证券
- 发布时间:2025/07/31
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芯碁微装研究报告:领先的LDI设备公司,受益PCB设备投资扩张与先进封装产业趋势。公司情况:直写光刻龙头,下游主要涵盖PCB和半导体。公司专业从事微纳直写光刻设备的研发、制造及销售,主要产品包括PCB与泛半导体直写光刻设备,产品功能涵盖微米到纳米的多领域光刻环节。PCB方面,公司LDI设备完整覆盖PCB、FPC、HLC、HDI、SLP及IC载板等多类产品的制造,涵盖线路、阻焊及钻孔工艺。半导体方面,公司基于现有LDI技术,主要针对先进封装市场,在IC载板、晶圆级封装、2.5D/3D封装、键合及量测等方面的设备布局。逻辑1:PCB业务--AI基建带动下游资本开支,二期产能扩充助力业绩释放受益于A...
1、 公司情况:直写光刻设备龙头,营收快速放量
1.1、 产品&业务:深耕 PCB 设备,布局先进封装设备
公司是直写光刻龙头,下游主要涵盖 PCB 和半导体。公司专业从事微纳直写光 刻设备的研发、制造及销售,主要产品及服务包括 PCB 直接成像设备及自动线系 统、泛半导体直写光刻设备及自动线系统。产品功能涵盖微米到纳米的多领域光刻 环节。其中 PCB 设备涵盖 ICS、SLP、HDI 及 MLB 等全系列 PCB 产品的线路曝光、 阻焊曝光制程及 FPC 与 HDI 产品的钻孔制程。半导体系列设备则涵盖晶圆级封装、 2.5D/3D 封装、板级封装等先进封装工艺及掩模版、引线框架等泛半导体应用。 客户资源方面:公司 PCB 领域客户包括鹏鼎控股、沪电股份、胜宏科技、深南 电路、景旺电子等;而在半导体领域,公司重点突破先进封装和 IC 载板领域客户, 目前已经与盛合晶微、长电科技、华天科技及渠梁电子等知名先进封装客户建立合 作关系,且部分产品已经通过验证并开始出货。

光刻机分“直写光刻机”和“投影光刻机”,公司重点发力直写式光刻机。通常 被提到的光刻机是投影式光刻机,例如 ASML 的 EUV、DUV 光刻机,主要用于芯 片前道制程,而直写式光刻机通常用于 PCB 及先进封装等领域。投影式光刻机原理 类似于复印,通过光线照射掩模版将掩膜板的图形传递到介质层之上;而直写式光 刻机原理类似于打印机,通过激光束直接将所需电路印出。 直写光刻是微纳光刻的重要分支,它既具有投影光刻的技术特点,如投影成像 技术、双台面技术、步进式扫描曝光等,又具有投影光刻所不具有的高灵活性、低 成本以及缩短工艺流程等技术特点。直写光刻技术作为一种无掩膜光刻技术,只需 通过控制光的强度和扫描刻写路径就可以实现任意图形的高精度刻写,较其他刻写 方式而言更为简单,成本也更为低廉,因此可以实现高精度、高灵活度、低成本的 生产。同时,随着直写光刻技术水平的提升,其生产效率也得到了大幅提升,目前 直接成像设备及直写光刻设备在 PCB 制造、晶圆级封装以及 FPD 显示面板制造等领 域已得到了不断应用。未来,随着直接成像设备及直写光刻设备技术水平的不断提 高,其下游市场应用领域有望不断扩大,行业市场发展前景广阔。
1.2、 历史沿革:线宽精度提升拓宽应用领域,半导体业务未来可期
从丝网印刷领域到半导体,公司设备应用领域持续拓宽。随公司技术实力及产 品性能持续拓宽,公司持续拓宽产品应用场景,从最初的丝网印刷领域出发,到目 前,公司 LDW350/500 直写光刻机最小线宽已经能够达到 350nm。 在发展初期,公司开发了半导体直写光刻设备 MLL-C900 产品,成功实现了直 写光刻技术的产业化应用;随后,公司以直写光刻技术应用更为成熟、市场需求空 间更大的 PCB 制造市场作为切入点,成功开发了 TRIPOD、ACURA、RTR、UVDI、 MAS 等一系列 PCB 直接成像设备,全面覆盖了下游 PCB 各细分产品市场,设备功 能从线路层曝光扩展至阻焊层曝光,设备销量及销售额均实现了快速增长;随着技 术实力的不断增强,公司在泛半导体直写光刻设备领域也进一步取得了突破,成功 开发了应用于 IC 掩膜版制版的 LDW-X6 产品以及国产应用于 OLED 显示面板低世 代线的直写光刻自动线系统 LDW-D1 产品。此外,公司发力先进封装,推出符合未 来产业趋势的新品 WLP2000,该设备能够广泛应用于晶圆级封装及 2.5D/3D 封装等 多领域,有望随国内先进封装起势而不断渗透。
往后看,随着上述核心技术的提升以及产品开发经验的积累,公司有望进一步 实现产品的升级与应用领域拓展。在 PCB 领域,公司有望进一步提升直接成像设备 的核心性能指标,推动设备产品的升级迭代,降低下游客户在设备生命周期内的单 位生产成本,有效提升设备的市场竞争力;在泛半导体领域,一方面公司将向 OLED 显示面板高世代线直写光刻设备领域拓展,进一步深化在 OLED 显示面板领域内的 产品线;另一方面,公司将向晶圆级封装,2.5D 封装等、板级封装及键合与量测等 领域继续拓展,多点着力拓展公司半导体产品线。

1.3、 股权结构相对集中,大客户战略入股深度绑定
董事长程卓为公司实控人及第一大股东。截至 2025 年一季度,公司股权相对集 中,前十大股东合计持股占比 50.79%。董事长程卓为公司实控人及第一大股东,其 持有公司股权比例为 27.92%,并通过持有宁波亚歌 23.33%的股权间接持有公司 1.67% 的股份。此外,鹏鼎持有宁波顶擎 21.25%股权。 公司子公司主要有芯碁合微和芯碁科技(泰国)。目前泰国子公司已经注册完毕, 预计 2025 年将逐步实现交付。 公司首席科学家 CHEN DONG 曾任 IBM 公司技术研究中心研究员、美国科天公 司首席系统设计工程师、美国 Veeco 公司全自动扫描显微镜分公司首席科学家、光 学精密计量分公司首席科学家、美国 Bruker 公司纳米表面集团探针与精密光学计量 分公司首席科学家及美国科天公司首席系统设计工程师,相关经验丰富。
1.4、 财务分析:收入&利润双双稳步增长,半导体业务放量可期
公司自上市以来,收入稳步增长,主因 PCB 领域业务拓展持续取得成效:公司 收入自 2018 年的 0.87 亿元增长至 2024 年的 9.54 亿元,期间 CAGR 达 49.1%,2025Q1 公司收入达到 2.42 亿元,yoy+22.31%,继续保持稳健增长。其中公司 PCB 业务收入 从 2018 年的 0.52 亿元稳步攀升至 2024 年的 7.82 亿元,6 年 CAGR 高达 57.1%,2024 年公司 PCB 业务同比增长 32.5%。目前,公司直接成像设备销售收入逐年增长,市 场占有率不断提升,积累了大量全球高质量客户,已经实现了 PCB 前 100 强全覆盖。 我们认为:随着各 PCB 厂商逐步开始新一轮扩产周期,以及公司二期工厂产能的扩 张,公司 PCB 设备业务有望迎来显著增量。 半导体业务产业化进展加速,构筑第二成长曲线。公司半导体业务布局涵盖 IC 载板、掩模版制版、先进封装、键合及量测等领域,目前正逐步进入验证上量阶段。 具体而言:(1)先进封装技术领域,公司发力 CoWoS、SOW、板级封装及晶圆级封装等领域,2024 年主力机型 WLP2000 已成功完成 3-4 家先进封装客户的产品验证工 作。其中,部分客户已进入量产筹备阶段,另有客户正有序开展产品装机测试,验 证成果正逐步向产业化应用推进;同时,公司板级封装设备 PLP 系列已陆续有订单 和相应出货。基于现有设备验证进展,我们预计先进封装设备管线将在未来两年取 得较大进展。(2)泛半导体领域,掩模版制版、引线框架及新型显示等业务继续稳 健推进,受益国产替代的长期趋势。
毛利率方面,公司 PCB 系列产品毛利率近年持续下滑,我们认为或主因 PCB 业 务低端阻焊及线路设备竞争较为激烈,且该部分设备出货量占比上升。半导体系列 设备毛利率则相对保持稳定。2025Q1 公司毛利率明显改善(41.25%,qoq+16.5pcts), 我们预计随着公司产品结构改变,高价值量设备出货量逐步提升,以及海外客户占 比逐步提升,毛利率或有机会看到积极的变化。
随着公司收入逐步放量,公司规模效应逐步显现。公司销售费用率、管理费用 率及研发费用率从2018年的各10.9%、14.1%和19.5%稳步下降至2025年Q1的6.3%、 3.1%及 9.5%。在此基础之上,预计随着公司收入继续保持高增,利润端将会有明显 提升。此外,研发投入方面,公司研发费用保持稳步增长,公司 2024 年研发费用近 1 亿,有望支撑公司继续保持较强的产品力。

2、 AI 基建下 PCB 厂商积极扩产,公司二期厂区产能释放有望 助力业绩提升
2.1、 PCB 行业简介:电子产品之母
2.1.1、 PCB 产品概况
印制电路板(Printed Circuit Board,简称“PCB”),又称印制线路板,其主要功 能是使各种电子元器组件通过电路进行连接,起到导通和传输的作用,是电子产品 的关键电子互连件。几乎每种电子设备都离不开印制电路板,因为其提供各种电子 元器件固定装配的机械支撑、实现其间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的 电气特性,其制造品质直接影响电子产品的稳定性和使用寿命,并且影响系统产品 整体竞争力,有“电子产品之母”之称。
PCB 产品分类方式多样,行业中常用的分类方法主要有按导电图形层数分类、 按板材的材质分类以及按产品结构分类。 (1)按层数分:PCB 可分为单面板、双面板和多层板,主要区别在于其导电图 案的层数;其中高多层 PCB 能够提供更多的走线层,让电路设计更加复杂和密集, 从而满足高频高速传输的需求,对服务器主板等高端应用而言尤为重要,因此成为 未来 PCB 行业发展的趋势之一。 (2)按板材分:可分为刚性版、挠性板和刚挠结合版,刚性和挠性板分别能够 提供支撑和自由弯曲,适用于不同场景,而刚挠结合板则提供一定的灵活性,能用 于折叠式计算设备等特定场景。 (3)最后,PCB 按产品结构可分为厚铜板、HDI 板、高速版、高频版、封装基 板和金属基板。其中厚铜板可以承载大电流和高电压,并具有良好的散热特性,广 泛应用于工业领域;HDI 板采用高密度布线,是消费电子产品中的主要 PCB 产品; 高频板、高速版、金属基板和封装基板则分别因其高电磁频率、低信号损耗、散热 性能和体积优势而分别主要应用于通讯、计算、LED 和芯片领域。
从行业产业链来看,PCB 行业上游主要包括电解铜箔、覆铜板、半固化片、油 墨、金盐等,这些原材料是 PCB 制造的基础。中游是指 PCB 行业的生产制造,是产 业链的核心环节,主要包括 PCB 的设计、制造、测试、组装等过程。下游是指 PCB 行业的主要应用领域,包括消费电子、汽车电子、航空航天、工业控制、医疗器械 等。整体来看,PCB 行业的产业链是一个高度协同、相互依存的生态系统。上游原 材料供应商、中游 PCB 制造商和下游应用领域之间紧密相连,共同推动了 PCB 行业 的繁荣和发展。
2.1.2、 公司设备完整覆盖各类 PCB 线路及阻焊曝光制程,积极拓展钻孔制程
公司主要生产 PCB 产品的制造设备,处于产业链上游。PCB 生产过程较为复杂, 涉及多个工艺环节,每个工艺环节对应着相应的专用设备需求,主要包括激光钻孔 机、激光切割机、数控钻床、曝光设备、蚀刻设备、电镀设备、检测设备等。其中,公司所主要生产的曝光设备是 PCB 制造中的关键设备之一,用于 PCB 制造中的线路 层曝光及阻焊层曝光工艺环节,主要功能是将设计的电路线路图形转移到 PCB 基板 上,其技术发展同下游 PCB 产业的发展息息相关。 除此外,公司亦布局 PCB 钻孔设备,2024 年 5 月,公司发布钻孔系列新品 MCD 75T,可实时位置校准,实时孔型检测,实时能量监控,对位和补偿算法与 LDI 相通, 提高了微孔与线路的位置精度。
目前,在大规模 PCB 制造领域,根据曝光时是否使用底片,光刻技术可主要分 为直接成像(直写光刻在 PCB 领域一般称为“直接成像”,对应的设备称为“直接 成像设备”)与传统曝光(对应的设备为传统曝光设备)。近年来,随着 PCB 下游应 用市场如智能手机、平板电脑等电子产品向大规模集成化、轻量化、高智能化方向 发展,PCB 制造工艺要求不断提升,对 PCB 制造中的曝光精度(最小线宽)要求越 来越高,多层板、HDI 板、柔性版及 IC 载板等中高端 PCB 产品的市场需求不断增 长,从而推动了直接成像技术发展不断成熟。
与传统曝光技术相比较,直接成像设备在光刻精度、对位精度、良品率、环保 性、生产周期、生产成本、柔性化生产、自动化水平等方面具有优势。随着技术水 平不断提升,设备成本不断降低,直接成像设备在中高端 PCB 产品制造中已经得到 了广泛的应用,成为了目前 PCB 制造曝光工艺中的主流发展技术。
目前,公司 LDI 设备已经完整覆盖 PCB、FPC、HLC、HDI、SLP 及 IC 基板等 多类产品,在技术要求最高的高阶 HDI 和 IC 载板领域,公司持续引领 IC 载板国产 替代进程,凭借 3-4μm 高解析度制程技术,IC Substrate 产品技术指标已达国际一流 水平。主力设备 MAS4(4μm 解析度)在客户端进展顺利,为大规模量产奠定基础。 同时,公司通过定增项目全力助力产能扩张,海外市场不断取得突破。2024 年 5 月 推出的新一代 IC 载板解决方案 MAS 6P 与 NEX 30 持续迭代升级,MAS 6P 系列搭 载业内领先的二次成像技术,已成功应用于高阶 HDI(含 mSAP)及 IC 载板量产, 有效提升精密线路制造精度;NEX 30 系列作为阻焊 DI 性能标杆,凭借卓越的图形 精度与稳定性,成为 ICS&SLP 载板阻焊工艺的首选方案。
2.2、 AI 基建带动服务器 PCB 需求高增,价值量亦有提升
全球 AI 资本开支持续提振,带动高端 PCB 扩产需求。从北美五大 CSP 一季度 财报看,AI 已成为云业务增长的核心驱动力,CSP 均对 AI 投入保持坚定。例如: 亚马逊 2025Q1 资本支出 243 亿元,yoy+74%,指引 2025 年全年资本支出或达 1000 亿美元,绝大部分将用于 AI 和云服务 AWS,并表示 AI 是千载难逢的商业机会,将 在行动上加大对 AI 的投资力度;微软、Meta 同样保持资本开支高增。国内方面, 阿里巴巴集团 CEO 吴泳铭表示,未来 3 年,阿里将投入超 3800 亿元,用于建设云 和 AI 硬件基础设施,总额高于过去 10 年总和。 当前高端 PCB 在 AI 基建的强劲资本开支之下已经供不应求,展望未来,我们 认为:高端 PCB 作为 AI 服务器的核心部件之一,需求有望持续保持旺盛。

服务器 PCB 需求刺激之下,PCB 市场整体稳步增长。据 Prismark,PCB 市场 2024 年整体规模约为 735.7 亿美元,且预计将在 2024-2029 年保持 5.2%的 CAGR, 并在 2029 年达到 946.6 亿美元。
服务器 PCB 市场规模高速增长,预计在 2029 年将是 PCB 第一大市场。根据 Prismark 数据,分市场而言,受益于 AI 需求激增,以及高性能 PCB 需求扩大,服务 器/数据存储市场 2025 年市场规模将达到 140 亿美元,yoy+28.32%,并将在 2029 年 达到 189.21 亿美元,为 PCB 第一大细分市场,且 6 年 CAGR 达到 11.6%,成为行业 增长的主要驱动因素;分产品来看,在服务器中应用最多的 18 层以上高层版 CAGR 同样最高,2024-2029 年 CAGR 有望达到 15.7%。
AI 高性能需求带动 PCB 升级,PCB 环节价值量亦有提升。为满足 AI 服务器的 高性能需求,PCB 在层数、材料和工艺等方面都需要进行升级。在层数方面,传统 服务器的 PCB 层数一般在 6-16 层,而 AI 服务器的 PCB 层数则普遍在 20 层以上, 甚至达到 30 层。层数的增加可以提供更多的布线空间,减少信号干扰,提高数据传 输的稳定性和速度。在材料方面,AI 服务器需要使用低介电常数(Dk)和低介质损 耗(Df)的覆铜板材料,以降低信号传输过程中的损耗,提高信号完整性。例如, PCIe 5.0 要求 CCL 材料升级到 Very Low Loss 等级,随着材料的升级,制作工艺上难 度提升,PCB 单价显著提升。在工艺方面,AI 服务器的 PCB 需要采用更先进的制造 工艺,如背钻、树脂塞孔、POFV 等,以提高电路板的可靠性和稳定性,价值量同步 提升。
以目前 AI 服务器市场主流机种 NVIDIA DGX A100 硬体来看,大致可拆分为 CPU 模组、GPU 模组、记忆体、硬碟与其他零组件。GPU 模组是其核心零组件,约 占 80%的整机 PCB 成本,包括 8 颗 GPU 晶片与 6 颗 NV Switch 晶片(用于 GPU 对 CPU、GPU 对 GPU 之间的连接),采用 ABF 载板封装。此外还有 8 张 GPU 加速卡, 以高阶 HDI 制作;1 张 GPU 主板,以 HLC(High Layer Count 高层次板,属高阶多层 板产品)制作。而考虑在 GPU 模组内部相互之间的高速传输要求下,主板所选用的铜 箔基板规格也由泛用型的 Low loss 提升至高阶高频高速的 Ultra low loss 等级。
从 AI 服务器自身迭代来看,PCB 亦有升级和价值量提升的趋势,据 TrendForce 预测,搭载在 A100/H100 处理器上的 PCB 需求将同比增长 86%。一台 AI 服务器通 常会配备多个 GPU,如英伟达 DGX A100 服务器集成了 8 颗 A100 GPU 芯片。为了 增强 GPU 间的互联通信,还需要在 GPU 转接板上预埋芯片,使得 GPU 板组成为 AI 服务器 PCB 需求增长的主要来源。而随着 PCB 产品性能和价值量的提升,公司 所提供的生产设备要求亦同步提升,有望实现更高单机价值量。
2.3、 下游 PCB 厂商积极扩产,公司二期工厂投产带动业绩释放
在AI基建的强劲需求下,HDI、高多层版等高端PCB正面临结构性的供应缺口, 如沪电股份近期在公开调研明确表示:AI 驱动的服务器、数据存储和高速网络基础 设施需求增长以及新兴应用领域的拓展为行业带来发展机遇,市场上相关高阶产品 的产能供应并不充裕;同时,胜宏科技也在近期公开业绩会上提到产能利用率持续 保持高位,即将稳步推进产能扩张计划。
随着全球 PCB 产业进入扩产周期,公司订单能见度持续提升。据公司官网:全 球 AI 算力需求爆发带动了高多层 PCB 板及高端 HDI 产业加速升级与产量增加,同 时 PCB 产业链扩张至海外,公司当前订单交付计划已排产至 2025 年第三季度,产 能处于超载状态,业务前景持续向好。目前,公司正全力推进二期基地建设,力争 2025 年中期投入使用,以保障及时交付。 我们认为:产能瓶颈的突破将成为公司业绩增长的核心催化剂。具体而言:公 司二期工厂产能约为一期的两倍以上,极限产能可通过扩产线、优化排产提升至 1500 台以上;同时,随着各 PCB 厂商扩产项目陆续开工,公司订单有望持续保持充沛, 带动公司业绩增长。
3、 半导体业务多赛道突破,构筑增长新曲线
3.1、 先进封装大势所趋,绑定核心客户共筑技术生态
3.1.1、 LDI 技术优势明显,先进封装+直写光刻大有可为
公司早在 2022 年就已经针对先进封装中道制程推出 WLP2000,WLP2000 采用 最先进的数字光刻技术,无需掩模版,可直接将版图信息转移到涂有光刻胶的衬底 上,主要应用于 8inch/12inch 集成电路先进封装领域,包括 Flip Chip、Fan-In WLP、 Fan-Out WLP 和 2.5D/3D 等先进封装形式。WLP2000 系统采用多光学引擎并行扫描 技术,具备自动套刻、背部对准、智能纠偏、WEE/WEP 功能,在 RDL、Bumping 和 TSV 等制程工艺中优势明显。

如今,在板级封装及高端 IC 载板(Substrate)制造领域,直写光刻已经全面取代 了传统光刻;在高端显示、先进封装以及第三代半导体等领域,直写光刻也开始崭 露头角。从当前主流的先进封装工艺来看,传统 stepper 曝光机主要存在以下几点劣 势: (1)掩模版拼接问题:随着封装面积的增加,单一片掩模无法覆盖整个芯片, 需要使用多个掩模并进行拼接。这增加了制造过程中的复杂性,可能导致拼接处的 对准误差,影响最终产品的性能和良率。而且封装面积的增大可能会增加生产过程 中的翘曲和缺陷,导致良率下降。特别是在掩模拼接区域,任何微小的误差都可能 影响整个芯片的性能。而随着芯片集成化和大尺寸晶圆的使用,晶圆翘曲问题也愈 发严峻,已成为影响先进封装可靠性的主要挑战之一; (2)二是设计复杂度提高,生产效率下降。大尺寸封装设计需要更复杂的布线 和层叠技术,如 RDL 层的布线将会相当复杂,且层数将会越来越多,这对设计工作 和制造工艺都带来了极高的挑战。尤其大尺寸封装设计需要在光刻机中切换掩模来 进行同层线路的曝光,这种频繁的掩模切换会降低生产的效率,拉长生产周期; (3)三是设备局限性。传统的步进式投影光刻设备掩模尺寸大多是 26×33mm², 可能没有经验应对大尺寸封装的翘曲等问题。大尺寸封装的光刻需要设备具备处理 更大尺寸晶圆/载板和应对翘曲等问题的能力。
而直写光刻技术由于无需掩模版,且使用数字化的方式直接在硅片上进行图案 曝光,可以有效的解决上述三大问题:首先,LDI 光刻机能够处理超出传统掩模尺 寸的大面积封装设计,避免了掩模拼接问题,提高了生产效率。其次,针对芯粒偏 移,直写光刻技术可以通过更改布线或 PI 层或凸点纠偏的图形矫正以保证 RDL 层 图形的精度。此外,在 FoWLP 的贴片工艺中,基于直写光刻的 PI 纠偏方案可以很 好地缩小贴片机的贴片误差。因此,在晶粒偏移、衬底翘曲、基片变形等领域,直 写光刻技术的自适应调整能力,使之具有良率高、一致性好的优点。 与传统步进式光刻机相比,我们认为 LDI 技术优势明显,随产业趋势演进,未 来 LDI 渗透率有望迅速提升。具体而言:当前直写光刻在良率和产速(UPH)等方面 尚不能完全与步进式光刻媲美,产业化进程尚未加速,主要瓶颈在于:(1)市场上 仍然没有专门为直写光刻开发的光刻胶以及配套的光源,因此良率存在瓶颈;(2) 封装客户对直写光刻技术仍然缺乏了解,市场认知度和接受度不高。但目前,随着 国内半导体产业在先进制程领域发展受限,对先进封装的需求与日俱增,目前大陆 在类 CoWoS 等 2.5D、3D 封装领域的研发正在加速挺进,同时公司 WLP2000 在 2024 年已成功完成 3-4 家客户的产品验证工作。其中,部分客户已进入量产筹备阶段,另 有客户正有序开展产品装机测试,验证成果正逐步向产业化应用推进,因此,客户 接受度、认识程度以及相关产业配套有望一同加速,公司直写光刻设备在先进封装 中的进程有望加速。 此外,公司同步布局键合制程解决方案与量检测相关设备,已成功研制新品 WA 8 晶圆对准机与 WB 8 晶圆键合机,即将迈入出货阶段,有望在先进封装设备国产化 的大势之下打造新增长极。
3.1.2、 2.5D/3D 封装延续摩尔定律,国内先进封装大势将至
先进封装主要包括倒装类(FlipChip,Bumping),晶圆级封装(WLCSP,FOWLP, PLP),2.5D 封装(Interposer)和 3D 封装(TSV,3DIC)等。据 Yole 预计数据,先进封装行业的市场价值在 2023 年达到 378 亿美元。预计到 2029 年,该市场规模将超 过 695 亿美元,2023 年至 2029 年期间的复合年增长率为 11%。其中倒装与 2.5D/3D 封装将成为先进封装前两大市场。
从先进封装的发展历程看:偏早期的倒装类与晶圆级封装的主要目标是提高加 工效率,提高设计效率,减少设计成本,并在一定程度上提高芯片的互联密度和速 度。例如晶圆级封装中的 WLCSP 涉及将 IC 直接封装在晶圆上,从而消除了单独的 芯片分割和封装步骤。WLCSP 具有紧凑的外形尺寸、增强的电气性能和成本效率, 使其成为尺寸、重量和性能至关重要的移动设备和可穿戴设备的理想选择。 而当前乃至未来的趋势—2.5D/3D 封装的核心则在于突破摩尔定律的限制,将多 个半导体芯片整合到单个电子封装中,不仅可以提高性能,同时还能降低功耗和成 本。具体而言:2.5D 封装技术的出现,解决了传统 SoC 在集成度、功耗和散热等方 面的瓶颈问题。通过将不同工艺节点的芯片进行异构集成,2.5D 封装技术可以实现 更高效的资源利用和更灵活的设计。此外,它还允许使用不同材料、不同工艺的芯 片进行集成,从而进一步提高了系统的性能和可靠性。而 3D 封装通过在芯片内部直 接制作 TSV(硅通孔),实现了芯片之间的垂直互连。这种垂直互连的方式不仅提高 了系统的集成度,还使得芯片之间的信号传输更加高效、稳定。
CoWoS 为 2.5D/3D 封装之代表,亦为先进算力芯片之主流方案。以 CoWoS 工 艺为例,CoWoS 为一种 2.5D 封装技术,由 CoW 和 oS 组合而来,被用于生产 Nvidia、 AMD、Amazon 和 Google 等公司的高性能 AI 芯片。CoWoS 先将芯片通过 Chip on Wafer(CoW)的封装制程连接至硅晶圆,再把 CoW 芯片与基板(Substrate)连接, 整合成 CoWoS。该技术的核心是将不同的芯片堆叠在同一片硅中介层,以实现多颗 芯片互联。在硅中介层中,台积电使用微凸块(uBumps)、硅通孔(TSV)等技术,代替传统引线键合,用于裸片间连接,大大提高了互联密度和数据传输带宽。根据 采用的中介层不同,台积电把 CoWoS 封装技术分为 3 种类型:CoWoS-S(Silicon Interposer)、CoWoS-R(RDL Interposer)和 CoWoS-L(Local Silicon Interconnect and RDL Interposer)。随着大面积芯片设计越来越多,中介层越来越多,掩模尺寸越来越 大,当中介层达到台积电最大 reticle 的四倍以上(1X reticle≈830mm²),高于其当前 中介层的 3.3 倍,CoWoS-L 将成为未来发展的趋势,例如英伟达 BlackWell 系列芯片 便开始采用了 CoWoS-L 工艺。 除了 CoWoS-L,一些芯片设计公司也开始研究晶圆级系统(System on Wafer, SoW),这类设计将整个晶圆作为一个封装单元,逻辑、存储与控制相关的芯片都需 要通过封装来集成,RDL 的布线将会相当复杂,且 RDL 层数将会越来越高。
全球 CoWoS 产能供不应求,本土 CoWoS 技术&产线突破尤为迫切。以英伟达、 博通及 AMD 的全球龙头 AI 芯片厂商对 CoWoS 需求旺盛,yole 预计 2026 年 CoWoS 市场规模将达到 101 亿美元,但目前仅台积电能大量提供 CoWoS 生产,且产能持续 供不应求,扩张的需求迫切。国内方面,尽管国产 GPU 设计能力迅速提升,但面对 台积电对中国大陆的供应限制,高端 GPU 的国产化制造成为中国 AI 产业发展的关 键挑战,尤其是 CoWoS 先进封装制程的自主化尤为紧迫,无论是国内头部 AI 芯片 厂商产品还是部分互联网厂商自研 AI 芯片均有进入 CoWoS 量产阶段的例子,据 yole 数据,中国 CoWoS 市场规模将在 2027 年达到 43 亿美元。 当前中国大陆 CoWoS 产能较为有限,且依赖进口设备,这一瓶颈严重制约着国 产 AI 发展进程。目前,国内已有一些企业开始涉足 CoWoS 封装领域,并努力缩小 与国际先进水平的差距。例如,长电科技、通富微电等企业在传统封装领域已有不 俗实力,但在 CoWoS 这类超高端封装技术上,它们也在努力追赶。而盛合晶微等新 兴企业也积极投身于 CoWoS 封装技术的研发与生产中。因此,我们认为 CoWoS 等 2.5D/3D 封装的突破与扩产是国内确定性较高的产业趋势。

直写光刻技术助力本土创新突破,公司产品有望在国产 CoWoS 产业趋势中大 放异彩。公司 LDI 现在量产精度达 2μm 微纳技术节点,在最近新发展的 CoWoS-L 技术中得到了应用。CoWoS-L 采用重组插层(Reconstituted Interposer)结构,以及 多个基于硅的本地硅互连(LSI)芯片,有效地替代了 CoWoS-S 中的单片硅 interposer, 通过在插层中引入全域再分布层(RDL)和穿绝缘体通孔(TIV),实现了更低的插 入损耗和更高的电气性能和更低的成本。但因贴片精度和应力,会导致芯片存在位 移和基板的形变、翘曲等,超出设计的误差范围。直写光刻技术能根据芯片位置动 态变换图形,达到纠偏的目的,从而达到芯片发生位移仍可正常连接,利用 RDL 智 能布线,实现多芯片互联,降低贴片精度依赖,提升产能效率和成品率。同时,在 SOW 整片晶圆制作的大面积、高算力 AI 芯片上,直写光刻设备不需要掩膜,整板 曝光,克服了多掩膜版切换和拼接误差,降低了生产成本,提升了生产效率和良率。 我们认为:公司直写光刻设备技术与方案优势明显,有望随国内先进封装产业 起势而快速放量,且随着高性能大算力芯片要求不断提高,先进封装技术如 CoWoS-L 和 FoPLP 的需求将持续增长。随着大尺寸的 RDL 与 SOW 等未来产品的出现,直写 光刻技术凭借其在大尺寸封装领域及成本方面的优势,有望迎来广阔的市场空间。
3.2、 泛半导体应用多点开花,国产替代纵深推进
3.2.1、 IC 载板:市场规模广,国产厂商加速扩产
根据公司年报,全球 IC 载板市场正经历结构性变革,预计 2027 年市场规模将 突破 200 亿美元。这一增长主要由高性能计算芯片(HPC)和先进封装需求驱动, 尤其是 ABF 载板(占比 57%)成为核心增长点。中国作为全球半导体产业链的重要 参与者,正加速国产替代进程——国内头部企业通过扩产 ABF 载板(技术难度高于 传统 BT 载板)缩小与国际龙头的差距,目前国内纯内资产能占比仅 4%,但扩产幅 度已不亚于海外厂商。技术层面。 公司凭借高精度直写光刻设备(MAS4 系列支持 4μm 线宽),能够突破传统掩膜 光刻的技术限制,直接应用于 ABF 载板等高阶产品的制造,推动国产设备替代进口 设备,加速客户认证周期,并解决高端基材依赖进口的瓶颈。
3.2.2、 掩模版:国产替代加速
根据公司年报,掩膜版作为光刻工艺的“底片”,2023 年全球市场规模达 50.98 亿美元,中国占比 34.88%。当下掩模版制版国产化进程加速。公司的直写光刻设备 能够替代传统掩膜制版工艺,直接通过数字化设计实现高精度图形化,已打破海外 垄断,并计划推进 65nm 技术研发,填补高端市场空白。
3.2.3、 功率器件:LDI 助力功率厂商降本,渗透率有望提升
根据公司年报,碳化硅(SiC)器件需求激增,2024 年全球引线框架市场规模达 46.5 亿美元,国产蚀刻工艺替代传统冲压技术,订单同比提升 40%。SiC MOSFET 凭借耐高温、低损耗特性,在新能源汽车电驱和快充桩渗透率超 30%,而国内厂商 通过垂直整合模式(如 IDM 产线)降低成本,但 6 英寸 SiC 晶圆良率仍落后国际水 平。公司直写光刻设备可通过高精度图形化设备替代传统蚀刻工艺,直接应用于 SiC MOSFET 的栅极结构制造,提升器件耐高温和低损耗特性,设备支持精细线宽控制, 并适配垂直整合模式,帮助本土厂商降低生产成本。
3.2.4、 新型显示:Mini/Micro LED 技术进入快速增长期,带动 LDI 设备需求
根据公司年报,Mini/Micro LED 技术进入快速增长期,2027 年背光产品出货量 预计达 3145 万台。国内面板厂通过绑定主流车企,推动车载屏订单增长 80%,其中 12.3 英寸以上中控屏渗透率超 50%。公司直写光刻技术能够直接替代传统底片曝光 技术,应用于 Micro-LED 巨量转移和像素级图形化,可覆盖 OLED 显示面板的制造, 通过高世代线设备降低蒸镀工艺成本,构建新型显示自主产业链。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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