后摩尔时代封装技术的发展 $通富微电(SZ002156)$ $长电科技(SH600584)$ $蓝箭电子(SZ301348)$ 传统和先进封装技术... 

传统和先进封装技术的区别是什么?每种先进封

装工艺技术的大致流程是怎样的?

传统封装主要依赖引线框架形式实现芯片与外界

的连接,而先进封装技术则省略了引线,采用了

更快传输速度的bump(铜柱凸块)和硅通孔等

直接传输技术,追求更高的传输速度和更小的封

装尺寸。举例说明,bump(铜柱凸块)制造工

艺流程包括在晶圆上建设、光刻胶涂抹、涂胶显

影、曝光、电镀等步骤,最终在晶圆表面制作出

间距小至纳米级别的凸块,实现信号更快传输;

倒装(flagtrip)技术则是将带有凸块的晶圆翻

转后与基板连接,应用广泛;晶圆级封装

(WLP)则是先在晶圆上封装带,再进行切割,

具有更好的保护效果和系统级封装优势。

先进封装的四个关键要素及其作用分别是什么?

先进封装的关键要素包括RDL(再分布层)、

TSV(硅通孔)、bump(铜柱凸块)和fer晶

圆。RDL负责实现电路走线的重新布局;TSV在Z轴方向上进行垂直延伸;bump充当互联和应力

缓冲的作用;fer晶圆作为载体,承载RDL、TSV

和bump等元素。

TSV技术在封装中的核心要素是什么?

TSV技术(硅通孔)在封装中的核心要素是在芯

片内部通过孔洞形成贯穿不同芯片级别的电路连

接。它分为2.5D和3D两种类型,区别在于是否需

要中介层(poser)。2.5D需要中介层实现芯片

和基板间的连接,传输速度相对较慢,典型应用

芯片和基板间连接,传输速度更快,工艺难度更

大,典型应用包括海力士、三星的HBM。

TSV的制备工艺流程主要包括哪些步骤?

TSV的制备工艺流程主要包括:首先使用孔蚀设

备在硅片上打孔;接着使用PVD(薄膜沉积)工

艺沉积一层薄铜层;再通过电镀设备将铜层增

厚,形成贯通孔洞的筒状连接层;最后使用CMP

设备磨掉表面多余铜层以达到最终要求。这是

TSV比较典型的一般制备流程。封装设备在整个半导体设备价值量占比以及国产

化率如何?

封装设备在整个半导体设备中的价值量占比约为

5%,虽然占比不高,但其中固晶机、划片机和剑

合机等核心设备价值量占比分别达到30%、28%

和23%。然而,封装设备的国产化率相对较低,

整个封装设备国产化率不超过5%,尽管国内封测

产业链成熟,但与国际市场份额相比仍有较大提

升空间。

传统封装和先进封装所需的设备有哪些重合之

处,以及先进封装对设备有何更高要求?

传统封装和先进封装所需的设备中,剪薄机、划

片机和固晶机等基本设备都有所重合。不过,先

进封装对这些设备有更高的要求。以剪薄机为

例,不仅在晶圆环节,硅片环节也会用到,但其

核心功能是对背面进行剪薄以降低封装高度,使

封装体积更小。此外,先进封装还要求更高的精

度和稳定性,例如采用硅片旋转磨削技术来处理12英寸以上的大晶圆,以确保切削角度恒定,磨

削率稳定,从而提高磨削质量。

简报机的核心壁垒有哪些因素?

括设备摩轮、金刚石磨轮(砂轮)的直径、粘合

剂种类、晶圆转速、晋级程度以及加工温度等。

其中,金刚石磨轮作为直接接触晶圆表面的关键

部件,其直径和粘合剂的选择将直接影响研磨颗

粒度和加工质量。

先进封装对简报机减薄要求有何变化?

随着先进封装的发展,对晶圆减薄的要求显著提

高。传统封装时,剪毛机只需实现150微米左右

的剪毛即可,而先进封装则普遍采用100微米甚

至30微米以下的晶圆,这使得剪毛机加工难度大

大增加,对减薄工艺提出了新的挑战。

先进封装工艺中是否需要搭配抛光工序?

是的,在先进封装流程中,剪毛完成后通常会配

合抛光工序,以消除晶圆表面的应力和损伤层。

通过消除残余应力,可以确保超薄晶圆在传输至下一工序时不易破碎,从而提高封装质量和可靠

性。

我国剪毛机市场空间如何?主要供应商有哪些?

我国剪毛机市场空间大约为30亿人民币,主要设

备供应商包括日本的Disco、东京精密、GAN等

几家企业,它们占据了市场份额的85%左右。国

内也有诸如中电科、华海金科、迈威股份、晶盛

等优秀的企业从事研发和推广。

国产设备与国外设备价格差异如何?

国产剪毛机单台设备价格大致在1000万至1200

万人民币之间,与国外设备的价格差不是特别

大,约在1200万左右。

划片机的技术路线有哪些?各自的特点是什么?

划片机主要有砂轮切和激光切两种技术路线。砂

轮切采用金刚石颗粒刀片和空气主轴进行边缘切

割,关键零部件为空气主轴和刀片,切割效果与

光切则通过激光将晶圆内部改制、施加外力裂

开,能有效应对高硬度材料的崩边和膜层脱落问题,尤其在超薄硅晶圆和低K介质晶圆上有独到

优势。

国内划片机市场空间及龙头供应商是哪些?

国内划片机市场空间大约为20亿人民币,主要龙

头供应商有Disco和东京精密,占据了95%左右

的市场份额。国内具备激光划片工艺的设备供应

从事划片机业务。

固晶机(贴片机)的作用是什么?有哪些关键技

术和市场情况?

固晶机(贴片机)主要作用是将切割好的带状晶

圆精准、快速地贴到基板上。其关键在于提高效

率和精度,目前先进封装的贴片精度在正负5到

10微米左右。全球半导体芯片机市场规模约为70

亿人民币,龙头厂商为ASM和basy,国内做得

LED领域表现出色。国产固晶机设备单价比国外

略低,约为800万人民币。

引线键合机市场空间与主要供应商情况如何?引线键合机市场在国内的市场空间大约为40亿人

民币,其中knet和ASM是两家龙头,合计市占

率达到80%。奥特维是国内积极推进wear

rebound国产化的代表性企业。国内外设备单价

相比,国外龙头单台设备价格约180万人民币,

而国产设备价格大约比国外便宜50万人民币,约

为130万。

临时电荷与节电盒的主要用途是什么?

临时电荷与节电盒主要用于处理晶圆背面的超薄

晶圆制作工艺,因为在背面制作时,晶圆两侧受

力不均匀,易导致晶圆破碎。因此,需要在晶圆

表面贴一层承载晶圆,实现背面应力均匀化,直

到晶圆制成工艺完成后,再利用节电盒分离承载

晶圆和所需晶圆。

临时电荷与节电盒使用的技术路线有哪些分类?

临时电荷与节电盒主要分为四种技术路线:机械

剥离、湿化学浸泡法、热化阴极线盒和激光检验

合法。其中,机械剥离通过拉力或剪切力剥离晶

圆易造成晶圆破碎;湿化学浸泡法利用化学溶液让胶水自动脱落;热化阴极线盒在真空环境下加

热吸盘吸附盖板,使胶材料转化并施加剪切力实

现分离;激光检验合法则利用激光引发感性反应

剥离晶圆。

永久键合技术有哪些应用场景及混合键合的特点

是什么?

永久键合是将两个不同功能的晶圆永久结合在一

起,结合方式多样,包括二氧化硅介质、粘结

剂、金属铜等混合连接。混合键合则是通过CMP

表面处理、预对准建合、热退火等步骤实现二氧

化硅与金属铜的永久键合。在晶圆级键合市场,

全球市场空间约为13亿美金,国内有新元威、拓

精等厂商布局混合键合设备。

塑封机市场情况如何?

塑封机主要用于封装过程,传统封装和先进封装

都有应用,市场规模约10亿人民币。全球市场龙

头为日本的拖把和亚马达,市占率约90%,国内

电镀机在封装领域的应用及市场情况如何?电镀机传统封装用于引线的导电性增强或封装外

壳保护层沉积,随着先进封装发展,如TSV封

装,电镀机需求提升。全球电镀设备市场规模约

为30亿人民币,美系lam和amAT占据全球90%

以上的市场份额,国内胜美为主要厂商之一。

传统封装和先进封装对于设备的要求有何不同?

哪些关键设备是先进封装工艺不可或缺的?

传统封装和先进封装在设备需求上存在显著差

异。传统封装通常涉及较为传统的图形化设备,

如刻蚀机、薄膜沉积设备、电镀设备等;而先进

封装则更依赖于增量的前道图形化设备,如TSV

工艺所需的一系列设备,如深孔CCP刻蚀、同种

层沉积(PVD或CVD)、增厚电镀、CMP抛光和

晶圆键合等。先进封装所需的关键设备包括图像

显影设备(涂胶显影)、光刻机以及课时设备

(如TSV的打孔工艺)。其中,图像显影设备虽

经济要求相对较低,但在后道新型封装过程中的

占比较高,国内信源威在这方面占据主导地位;

而国内上海维亚新奇微装等也在积极布局。

disco为何能成为全球领先的封装设备龙头?

disco之所以能取得全球领先的地位,主要得益于

其全面的产品布局和先进的工艺技术。disco覆盖

了划片机、研磨机、抛光机(切磨抛)等三大类

设备,并销售关键耗材。中国市场是其重要的收

20%,加工设备中划片机占比最高。在业绩表现

上,营收和净利润均保持稳健增长,毛利和净利

率也持续提升,表现出强劲的盈利能力。此外,

disco还拥有独特的tackle工艺,通过减薄晶圆边

缘实现减薄和增强晶片强度,特别适用于加工薄

大晶圆。

Connect公司的业绩压力主要来自哪些方面?

Connect公司的业绩压力主要来自传统封装受到

先进封装挤压的影响,导致其营收和净利润在过

去几年(如二三财年)同比下滑约50%。尽管

Connect在传统封装领域仍有较强实力,但先进封装的市场发展迅速,使其面临较大的业绩压

力。

奥地利EDG和素食公司在先进封装设备领域有何

特点及地位?

奥地利EDG是全球晶圆键合设备龙头之一,提供

包括金属键合、容易建、两极键合、临时建筑等

在内的全系列先进封装设备,但该公司未上市。

素食公司也是德国的先进封装设备供应商,同样

提供多种类型的键合设备,同样未上市。

国内有哪些先进封装设备供应商?剪刀公司在先

进封装领域的发展情况如何?

国内先进封装设备供应商主要包括晶盛、迈为、

华海清科、新益昌、快克智能、光力科技

些企业分别在剪刀机、抛光一体机、激光开槽设

备、倒装封装设备、混合键合设备、临时建和检

验科设备、电镀设备等方面有所布局和研发成

果,部分设备已实现批量出货或进入客户验证阶

段。剪刀公司在先进封装领域拓展迅速,其晶盛已经从传统的半导体设备制造商成功转向了先进

THE END
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