国金证券行业评级报告

先进封装发展充要条件均已具备，工艺变化使得高端材料成关键支撑。近年来随着UCIe联盟的成立和多个规模化量 产产品的商用，先进封装迎来快速发展，根据Yole预期，2021~2027年先进封装行业复合增速将达到9.8%，至2027年先进封装市场规模将达到591亿美元。先进封装相对传统封装的变化主要在于对减薄/抛光要求提高和新增RDL、Bumping、TSV环节，考虑到先进封装材料的难度高、工艺影响大、国产化率低等特点，我们认为先进封装材料是整个产业发展中重要的投资方向，重点可关注键合、RDL、Bumping、TSV工艺环节涉及的材料。 临时键合：先进封装对减薄要求提高，临时键合材料成为关键耗材。先进封装中大尺寸薄化晶圆的柔性和易脆性使其 很容易发生翘曲和破损，临时键合与解键合技术应运而生，临时键合胶成为关键耗材。根据新思界产业研究中心，2022年全球临时键合胶市场约为2.2亿美元，同比增长8.6%。主要玩家为美国3M、中国台湾达兴材料（两家合计市占率40%）等，中国大陆厂商主要包括鼎龙股份、飞凯材料、深圳化讯、浙江奥首、深圳先进电子材料、华进半导体等。 RDL：先进封装的基础工艺，对PSPI、光刻胶、抛光材料、靶材带来新增量。RDL是面向3D/2.5D封装集成以及FOWLP 的关键技术，是实现多芯片连接的基础。RDL涉及到多种先进材料，其中PSPI国内市场规模35亿，主要由东丽工业、美国杜邦等厂商占据，国内鼎龙股份、强力新材、艾森股份等有相应布局；光刻胶全球市场预计在2030年达到46亿美元，以东京应化为代表的日企合计占据全球80%的市场，国内有布局者包括彤程新材、北京科华、晶瑞电材等；CMP材料，2022年抛光液、抛光垫材料市场分别达到18亿美元和13亿美元，抛光液市场中卡博特(Cabot)、日立(Hitach)等美日龙头厂商占据全球CMP抛光液市场近80%，抛光垫市场由美国Dow占据全球90%的市场，国内在抛光材料布局较多的是安集科技和鼎龙股份；靶材，预计2028年将达到24亿美元，日本日矿金属、东曹、美国霍尼韦尔、普莱克斯四家企业占据了全球约80%的市场份额，国内江丰电子、有研新材有相应布局。 Bumping：带来电镀液增量，触发封装基板升级。Bumping是芯片能够实现堆叠的关键支撑，高品质电镀液保证了金属 凸点的均匀性和可靠性，据Techcet预测，2027年全球电镀化学品市场规模有望达10.47亿美元，目前主要玩家仍以美国陶氏和美国乐思为主，国内有布局的厂商为上海新阳、安集科技、艾森股份、天承科技等；封装基板在先进封装中成本占比高，预计至2026年全球封装基板市场空间将达到214亿美元，海外主要由揖斐电、欣兴电子占据主要市场，国内深南电路、兴森科技等均有在技术和产能上配合大客户延伸。 TSV：深孔刻蚀带来氟基气体需求，高性能EMC及填料成为关键。TSV是立体构装的关键技术，其工艺核心TSV深孔 制造需要用到SF6、C4F8等氟基气体，SF6过往集中在索尔维、关东电化等海外少数厂商中，国内企业如雅克科技、昊华科技等；C4F8，美国杜邦、日本大金、昭和电工、日本旭硝、俄罗斯基洛夫工厂等均已实现工业化生产，国内华特气体、中船特气等企业有所突破。TSV带来的垂直结构使得EMC及填料也有相应升级，高端EMC全球主要由日本住友、Resonac占据，国内布局者为华海诚科，高端球硅填料主要由雅都玛、电气化学垄断，国内布局者为联瑞新材。 我们认为与大客户配合的材料公司更有机会突破，建议关注鼎龙股份、安集科技、彤程新材、艾森股份、深南电路、兴森科技、华特气体、雅克科技、华海诚科、联瑞新材。 下游市场需求不及预期；行业竞争格局加剧；技术研发和验证进度不及预期。 内容目录 前言：“超越摩尔”大放异彩，先进封装材料当予以重点关注5 一、先进封装发展充要条件均已具备，未来复合增长有望达9.8%5 1.1、什么是先进封装：将芯片间通信问题提升至1级封装层级的技术5 1.2、为什么必须发展先进封装：传统封装和SoC已出现瓶颈6 1.3、先进封装发展契机已现，六年复合增速将达到9.8%9 二、先进封装带来工艺流程变化，高端材料成为关键支撑11 2.1、临时键合：先进封装对减薄要求提高，临时键合材料成为关键耗材12 2.2、RDL：先进封装的基础工艺，对PSPI、光刻胶、抛光材料、靶材带来新增量14 2.3、Bumping：带来电镀液增量，触发封装基板升级17 2.4、TSV：深孔刻蚀带来氟基气体需求，高性能EMC及填料成为关键24 三、国产替代正当时，建议关注与大客户合作的厂商32 3.1、临时键合胶及抛光材料33 3.2、光刻胶33 3.3、靶材34 3.4、电镀液及配套34 3.5、封装基板34 3.6、电子特气35 3.7、EMC及配套填料35 四、风险提示36 图表目录 图表1：封装层级示意图5 图表2：封装技术发展示意图：先进封装关注点转变为芯片间通信提升至1级封装完成6 图表3：传统封装形式中服务器CPU与存储之间的信号传输过程示意图7 图表4：80mm2裸片在不同制程下的晶体管数量（百万）7 图表5：苹果M1SoC芯片迭代升级需要所有单元同步7 图表6：芯片设计成本不断提高（百万美元）8 图表7：芯片面积大小会影响良率8 图表8：单位数量晶体管成本对比8 图表9：2.5D先进封装架构显著缩短芯片间通信路径9 图表10：H200vsH100性能对比：仅提升了存储性能9 图表11：5nm制程规模化生产后Chiplet方案（MCM/InFO/2.5D）成本更低9 图表12：UCIe成员组成10 图表13：我国小芯片互联连标准的逻辑接口示意图10 图表14：产业中应用先进封装的规模化方案10 图表15：各大厂商在2.5D/3D技术中的布局11 图表16：全球先进封装市场规模（十亿美元）11 图表17：2021~2027年全球先进封装细分市场复合增速11 图表18：先进封装相对传统封装的工艺流程变化12 图表19：临时键合和激光解键合工艺流程示意图13 图表20：国内外临时键合主要厂商布局情况13 图表21：高端先进封装方案中RDL成为拓展芯片对外通路的关键技术14 图表22：聚合物为钝化层、镀铜为金属层的RDL制造工艺14 图表23：铜电镀RDL工艺步骤及所需材料14 图表24：铜大马士革RDL工艺流程15 图表25：铜电镀RDL工艺步骤及所需材料15 图表26：全球及国内PSPI主要厂商布局情况15 图表27：全球及国内光刻胶主要厂商布局情况16 图表28：全球及国内CMP材料主要厂商布局情况16 图表29：全球及国内靶材主要厂商布局情况17 图表30：高端先进封装方案中多处涉及到Bumping工艺18 图表31：先进封装中Bumping工艺流程19 图表32：凸点材料结构示意图19 图表33：传统封装与先进封装电镀液的对比19 图表34：先进封装中常用的电镀液类型19 图表35：2027年全球电镀化学品市场规模有望达10.47亿美元20 图表36：国内外电镀液主流厂商布局情况20 图表37：Bumping工艺对封装基板提出更高的要求21 图表38：封装基板在FCBGA封装制造成本中占据50%的比例22 图表39：先进封装带动封装基板成长超越其他PCB类型22 图表40：2022年FC类型基板同比增速显著更高22 图表41：2021~2026年封装基板预期复合增速高于其他22 图表42：预计2026年全球封装基板规模达到214亿美元22 图表43：半加成法封装基板市场格局23 图表44：改进型半加成法封装基板市场格局23 图表45：国内两大封装基板厂商市占率合计3%23 图表46：国内外封装基板主要厂商布局情况23 图表47：TSV应用分类24 图表48：2.5D封装中TSV体现在中介层硅通孔25 图表49：存储芯片用TSV3D封装能够使得体积更小25 图表50：先进封装高端方案中同时运用到2.5D中介层TSV和3D垂直叠构TSV25 图表51：TSV制造工艺流程26 图表52：深孔刻蚀的三种方法性能对比26 图表53：硅基器件部分材料等离子体刻蚀常用化学刻蚀剂及辅助气体27 图表54：国内外电子特气主要厂商布局情况27 图表55：全球电子气体市场格局28 图表56：全球电子特气供给占比28 图表57：国内六氟化硫部分产能统计28 图表58：国内四氟化碳产能统计28 图表59：全球电子气体市场规模（亿美元）29 图表60：国内主要厂商19~22年复合增长率29 图表61：TSV垂直叠构对EMC性能提出新要求，所用填料也需要改变29 图表62：2024年HBM所用EMC和填料市场空间测算30 图表63：2027年全球EMC市场接近200亿元，先进封装占比27%30 图表64：全球EMC国内外竞争对手对比31 图表65：EMC产业链决策和供应关系31 图表66：全球EMC及填料厂商布局情况32 图表67：关键材料市场空间及格局32 图表68：重点公司估值情况（行情数据取自2024年1月26日收盘价）35 “ ” 2023年宏观经济整体承压的情况下，AI产业链景气度却快速攀升，全球GPU龙头厂商英伟达2023年前三季度营收同比增长206%验证了需求的火爆，GPU成为了2023年炙手可热的“硬通货”。从产业链关系上来讲，将NVIDAA/H100GPU推上“硬通货”位置的主导因素除了需求以外，供给端限制亦是关键所在，其中台积电CoWoS产能受限更是让市场意识到先进封装所带来的“超越摩尔”趋势正在以超预期的速度打入商用市场，这也使得在先进制程发展多年后，先进封装技术有望成为半导体行业新一轮的重要布局点。 在我国半导体加快布局的当前，先进封装作为未来半导体技术必不可少的一部分，也成为了我国产业布局的重点，其中先进封装所需材料因难度高、工艺影响大、国产化率低等因素成为了产业链中关注的焦点。本文将视角聚焦于先进封装材料，以求通过剖析先进封装相对传统封装的变化来说明哪些材料会迎来新增量，同时本文对我国产业当前布局情况进行了梳理，以求为读者厘清投资脉络。 1.1、什么是先进封装：将芯片间通信问题提升至1级封装层级的技术 何为先进封装？要理解这个问题首先要理解何为封装。封装技术的定义为，在半导体开发的最后阶段，将一小块材料（硅晶芯片，逻辑和存储器）包裹在支撑外壳中，以防止物理损坏和腐蚀，并允许芯片连接到电路板的工艺技术1。根据该定义，我们可以提炼出封装的两大关键作用：1）解决芯片如何与外界连接的问题；2）芯片隔绝保护与支撑。 我们认为先进封装与传统封装对于半导体的作用并无二致，两者的区别在于在解决芯片与外界连接的问题上关注的重点有所不同，具体来看： 1)传统封装，三个发展阶段，即1980年以前以TO/DIP为代表的通孔插装阶段、1980~1990年以QFP/SOP为代表的表面贴装阶段、1990~2000年以WB-BGA为代表的球栅阵列阶段。该阶段技术变革的重点集中在封装主体与PCB之间的连接方案，即关注点在2级封装技术的优化，这体现出行业解决思路仍然停留在“芯片间通信需要通过PCB走线”的层面。 2)先进封装，两个发展阶段，即2000~2010年以MCM为代表的多芯片封装阶段、2010~至今以2.5D/3D为代表的立体封装阶段。该阶段技术变革的重点开始转向优化芯片主体对外连接方式，即开始关注1级封装技术的优化，最具有代表性的转变就是芯片传统对外连接方式WireBonding变成了FlipChip，这一转变提高了1级封装层面连接方式的灵活性，由此延伸出后续的2.5D/3D等高端先进封装方式。 总结来看先进封装就是把芯片间通信问题提升至1级封装层面的技术。 图表1：封装层级示意图 来源：SkhynixNewsroom，国金证券研究所 1周晓阳.先进封装技术[J].集成电路应用,2018,35(6). 图表2：封装技术发展示意图：先进封装关注点转变为芯片间通信提升至1级封装完成 /O 量 国金电