行业周报：需求高增产能紧缺，先进封装设备国产替代加速
机械设备 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1/12 机械设备 2023年10月29日 投资评级：看好（维持） 行业走势图 数据来源：聚源 《2023北京风能展成功召开，风电大型化推动“以滑替滚”趋势—行业点评报告》-2023.10.26 《科技巨头纷纷扩展机器人平台，人形机器人商业化可期—行业周报》-2023.10.22 《人形机器人执行器空间广阔，核心铲子股需求高增—行业周报》-2023.10.15 需求高增产能紧缺，先进封装设备国产替代加速 ——行业周报 孟鹏飞（分析师） 熊亚威（分析师） mengpengfei@kysec.cn 证书编号：S0790522060001 xiongyawei@kysec.cn 证书编号：S0790522080004 后摩尔时代，先进封装市场增速领先整体封装市场 随着半导体工艺制程持续演进，晶体管尺寸的微缩已经接近物理极限，芯片制造良率和成本、芯片功耗及性能也越来越难以平衡，集成电路行业进入“后摩尔时代”。先进封装技术能在不单纯依靠芯片制程工艺突破的情况下，通过晶圆级封装和系统级封装提高产品集成度实现功能多样化，满足终端需求并降低成本，成为后摩尔时代提升芯片整体性能的主要路径。带有倒装芯片结构的封装、晶圆级封装、2.5D/3D封装等均属于先进封装。2021年国内先进封装市场规模约399.6亿人民币，同比增长13.7%。根据Yole数据，全球先进封装市场340亿美元，预计以11%的复合增速增长到2027年的620亿美元，高于同期全球封装市场6%的复合增速。 2.5D/3D先进封装产能紧缺，龙头加大扩产力度 2.5D/3D封装涉及水平或垂直堆叠多个裸芯片，该封装平台可实现更高的集成度、更高的性能和更小的尺寸，主要应用于封装高带宽存储器HBM、高度集成的3D-SoC系统以及3D NAND等。Yole预计2021-2027年全球2.5D/3D封装市场以18%的复合增速位列全球先进封装细分领域增速之首。台积电CoWoS是2.5D封装的代表性工艺，台积电董事长在2023年6月表示AI促使CoWoS产能供不应求，公司将加大扩产力度。根据电子时报报道，预计台积电CoWoS产能将由目前的8000片/月增加至2023年下半年的11000片/月，2024年底产能将进一步扩大至20000片/月。 先进封装新工艺带来设备新需求 先进封装设备投资额约占产线总投资的87%，2021年全球先进封装340亿美元市场，则对应设备市场空间预计超过290亿美元。相较传统封装，先进封装对固晶机、研磨设备精度要求更高，对测试机的需求量增多，同时因为多了凸点制造、RDL、TSV等工艺，产生包括光刻设备、刻蚀设备、深孔金属化电镀设备、薄膜沉积设备、回流焊设备等在内的新需求。 先进封装设备国产化率低于15%，国产厂商成长空间广阔 我国先进封装设备国产化率整体低于15%，后道测试机、分选机是国产替代进展最快的环节，国产化率超过10%；贴片机、划片机等后道设备国产化率仅约3%、TSV深硅刻蚀、TSV电镀设备、薄膜沉积等制程设备几乎都进口自海外。先进封装需求高增、产能紧缺，国内长电科技、通富微电、华天科技等封测厂也在加大2.5D/3D等先进封装平台的布局，在供应链自主可控需求下，国产设备厂商迎来发展良机。受益标的：芯碁微装、中微公司、北方华创、拓荆科技、盛美上海、芯源微、华海清科、长川科技、快克智能。 风险提示：先进封装下游需求不及预期、国产设备厂商通过客户验证放量进度不及预期。 -7%0%7%14%22%2022-102023-022023-06机械设备沪深300相关研究报告 开源证券 证券研究报告 行业周报 行业研究 行业周报 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2/12 目 录 1、 后摩尔时代，先进封装市场增速领先整体封装市场 ............................................................................................................. 3 1.1、 先进封装是后摩尔时代提升芯片性能的重要路径 ...................................................................................................... 3 1.2、 2.5D/3D封装是先进封装市场增速最高的细分领域 ................................................................................................... 4 1.3、 2.5D/3D先进封装产能紧缺，龙头加大扩产力度 ....................................................................................................... 5 2、 先进封装新工艺带来设备新需求 ............................................................................................................................................ 6 2.1、 凸块制造所需设备包括回流焊、PVD、晶圆电镀机等 .............................................................................................. 6 2.2、 RDL重布线层所需核心设备包括光刻设备、刻蚀设备等 ......................................................................................... 7 2.3、 TSV工艺核心设备为深硅刻蚀设备和深孔金属化电镀设备 ..................................................................................... 7 3、 先进封装设备国产化率整体低于15%，国产替代空间广阔 ................................................................................................ 8 4、 风险提示 .................................................................................................................................................................................. 10 图表目录 图1： 先进封装处于前道晶圆制造与后道封测的交叉区域 ........................................................................................................ 3 图2： 半导体封装演进本质是I/O密度的提升，由2D向2.5D、3D发展 ............................................................................... 3 图3： HBM内部DRAM通过3D封装互联，HBM与SOC通过硅中介层互联为2.5D封装 ............................................... 4 图4： 预计2.5D和3D封装是先进封装市场增速最高的细分领域 ........................................................................................... 5 图5： 晶圆厂、IDM在先进封装市场的竞争力不断上升 ........................................................................................................... 5 图6： 2021年OSAT厂在全球先进封装市场份额最高，达到65% .......................................................................................... 5 图7： 全球封测、代工、IDM龙头纷纷布局2.5D/3D先进封装 ............................................................................................... 6 图8： 凸块制造实现芯片与基板间的电气互联............................................................................................................................ 7 图9： RDL层制造工序所需的核心设备包括光刻设备、刻蚀设备等 ....................................................................................... 7 图10： 深硅刻蚀和电镀为TSV最关键的两项核心技术 ............................................................................................................ 8 表1： 我国先进封装设备国产化率整体低于15% ....................................................................................................................... 9 表2： 国产半导体设备厂商有望受益于全球先进封装需求高增 ................................................................................................ 9 行业周报 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/12 1、 后摩尔时代，先进封装市场增速领先整体封装市场 1.1、 先进封装是后摩尔时代提升芯片性能的重要路径 摩尔定律逼近物理极限，集成电路行业进入“后摩尔时代”。随着半导体工艺制程持续演进，晶体管尺寸的微缩已经接近物理极限，芯片制造良率和成本、芯片功耗及性能也越来越难以平衡，集成电路行业进入“后摩尔时代”。 先进封装是后摩尔时代提升芯片性能的重要路径。先进封装技术能在不单纯依靠芯片制程工艺突破的情况下，通过晶圆级封装和系统级封装，提高产品集成度和功能多样化，满足终端应用对芯片轻薄、低功耗、高性能的需求，同时大幅降低芯片成本，因此成为后摩尔时代提升芯片整体性能的主要路径。 先进封装处于前道晶圆制造与后道封测的交叉区域。先进封装要求在晶圆划片前融入封装工艺步骤，具体包括应用晶圆研磨薄化、线路重排（RDL）、凸块制作（Bumping）及三维硅通孔（TSV）等工艺技术。上述先进封装工艺技术涉及与晶圆制造相似的光刻、显影、刻蚀、剥离等
