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大摩注册大摩测速大摩娱乐【联盟认证】。 傲世皇朝注册,行业报告:《封装设备行业深度报告:国产封装设备发力,勾勒三维集成电路新时代》
封装测试为半导体产业核心环节之一,指将经过测试的晶圆加工成独立芯片的过程,主要分为封装与测试两个环节。封装是将半导体元件在基板上布局、固定及连接,并用绝缘介质封装形成芯片的过程。封装步骤有效保证芯片的散热和电信号传输性能;测试步骤对芯片的结构完整性及电气功能进行确认。
全球集成电路封装技术共经历了五个发展阶段,不断朝小型化、I/O 数量增加、集 成化方向发展。早期三种传统封装方式包括通孔插转型封装(QFN、QFP)、表面 贴装型封装(SOP、SOT)、现阶段广泛采用的芯片级封装(CSP)和球栅阵列封装 (BGA)。包括倒装焊封装 (Flip Chip)、三维立体封装 (3D IC)、系统级封装 (SiP) 在内的第四/五代封装方式,被视为先进封装。
前道制造晶圆厂很少直接参与传统后道封装环节;但是随着先进封装技术的不断 推广,刻蚀、沉积、光刻、键合、清洗等工艺在先进封装环节得到广泛运用,逐 渐形成了中道工艺。中道工艺的精度低于同期的前道晶圆制造工艺,但显著高于 传统的后道封装;由于中道制程工艺原理与前道制程工艺存在大量相通之处,台 积电、三星、海力士等晶圆制造企业开始与下游封测厂商密切合作,深度介入先 进封装流程。部分前道设备企业开始积极布局中道先进封装设备。
测试设备主要包括 ATE 测试机、探针台、分选机等,负责对成品芯片的电性等指 标进行检查,并筛查出不合格的芯片。国内测试设备下游客户主要包括封测企业, 芯片 IDM 企业;2022 年国内测试机市场规模为 25.8 亿美元。在测试设备领域, 国内已经涌现出长川科技、华峰测控、武汉精鸿、精智达、联动科技、广立微等 优秀企业,模拟测试机已实现较高的国产化率;但高端测试设备市场仍然主要被 爱德万、泰瑞达等美日企业掌控。
封装设备负责从裸晶圆到成品芯片的生产过程。2022 年全球(传统)封装设备市 场规模为 57.8 亿美元,SEMI 预计 2023 年将回落至约 40 亿美元,2025 年有望回 升至 59.5 亿美元。相较于前道制造设备和测试设备,封装设备品类繁多,国外出 口限制措施较少,国内重视程度较弱,国产化水平较低。2021/2022 年中国大陆封 装用设备进口规模分别 216/153 亿元,存在较大国产替代空间。
传统封装设备的需求多自于封测企业的设备采购;故传统封装设备市场规模与封 测企业的的资本开支规模密切相关。相较于前道制造设备与测试设备,传统封装 设备单价低、技术壁垒偏弱、市场化竞争较为充份,其市场规模随半导体景气周 期较大幅度波动,波动幅度明显大于前道设备与测试设备。
与传统封装设备相比,先进封装设备单价更高,供应商多为半导体前道设备制造 商,客户包括涉足先进封装业务的晶圆厂(FAB)与原有的封装企业(OSAT)。 Yole 估计,2021 至 2023E,包括晶圆厂在内的前 9 大封装企业,其资本开支规模 合计约为 134/145/119 亿美元。2023 年全球先进封装领域合计资本开支为约 97 亿 美元,台积电(TSMC)英特尔(intel),三星(samsung)为投资主力。资本与实力更为雄厚的晶圆厂大举投资先进封装领域,推动了封装设备整体的市场规模快 速增长。
固晶机(贴片机)由取料结构、推料结构、点胶结构、点胶平台、摆臂、固晶平 台、找晶平台、夹具、出料结构等几部分组成,可通过定位、对准、倒装、连续 贴装等步骤,通过银胶将芯片(Die)粘接到基板、载体或封装好的封装体上,并 保证芯片之间的电连接、热传导和机械强度。固晶机服务下游 LED、逻辑芯片、 分立器件、存储芯片等行业的等行业;高精度(固晶机)成本占先进封装设备产 线%,是先进封装的核心设备。
华封科技(未上市)是国内高端贴片机领军企业,其产品最高精度为 3 微米,对 先进封装贴片工艺实现了全面覆盖,已获得日月光、矽品、NEPES、通富等多个 头部厂商大量复购订单。新益昌是国内 LED 固晶设备龙头厂商,产品也用于半导 体领域的 DFN/QFN 型封装。2018 年整体市占率 6%,在 LED 固晶机全球市场份额为 28%。
半导体封装的塑封工艺,是指将封装材料(例如环氧树脂混合料),在一定温度和压力下导入,将集成电路核心包裹并固化后成型为整体。塑封可以保护脆弱敏感 的集成电路,便于实行标准化装配,并改善芯片的热性能。
塑封设备分为注塑型和圧缩成型两种,注塑工艺通过流道和浇口将树脂注入成型腔再固化,应用于较传统的引线框架(Lead Frame)、电子控制单元(ECU)、电源 模块(Power moudle)封装。圧缩成型工艺是将液态树脂或颗粒状树脂放入型腔,在 树脂熔融状态下将集成电路浸入树脂进行成形封装;此种方法对树脂的利用率接 近 100%,树脂流动对芯片和金线的影响可降至最低,可实现超大超薄型基板的封 装和晶圆级封装。圧缩成型工艺广泛用于 3D NAND 闪存、处理器等封装过程中。
耐科装备开发了动态 PID 压力控制、自动封装设备实时注塑压力曲线监控、高温 状态下不同材料变形同步调节机构等核心技术,并成功研制出半导体塑封设备及模具。公司的半导体封装设备及模具已为通富微电、华天科技、长电科技等国内 多个半导体封装知名企业供货。
文一科技是老牌半导体封装设备供应商,主要生产半导体集成电路封装模具、自 动切筋成型系统、分选机、塑封机、自动封装系统、芯片封装机器人集成系统。 公司正在研发满足先进封装用模具和设备。2023 年 9 月公司宣布扇出型晶圆级液 体封装压机第一台手动样机研发完成。