2025年中国先进封装设备行业：科技自立，打造国产高端封装新时代

研究背景 未来IC封装设备市场规模： 先进封装技术旨在通过创新的封装架构和工艺，提高芯片性能、增强功能集成度、缩小产品尺寸以及改善热管理能力，从而满足市场对于高性能电子产品的需求。而实现这些先进封装技术的关键在于先进的封装设备。近年来，随着晶圆级封装（WLP）、三维封装（3DIC）、系统级封装（SiP）等先进封装技术的发展，对封装设备的精度、效率以及自动化程度的要求也在不断提高。 3nm 以下制程的每单位晶体管成本已接近临界点，制程微缩成本与难度陡增，先进封装可在不缩小制程节点的情况下提升性能。虽然当下后道设备销售额占比较低，但先进封装作为“超越摩尔定律”的核心且高性价比路径，将推动封装设备销售额占比不断提升，形成“前道突破性能极限，后道整合性能优势”的协同模式。未来，后道设备的高精度、异构集成能力将成为半导体产业竞争力的关键。 封装工艺所需半导体设备： 研究目标 不同先进封装与传统封装工艺流程差距较大，先进封装新增应用包括晶圆研磨薄化、RDL制作、Bump制作、TSV制作等，其所需的半导体封装设备由原有后道封装设备和新增中前道设备构成。 梳理先进封装技术下，需要哪些半导体设备 探究不同类型的半导体封装设备的产品类型、市场竞争格局情况 在先进封装技术中，传统后道封装设备需针对更小尺寸、更高集成度、更复杂结构（如3D封装、TSV、扇出型封装等）进行技术升级，主要体现在精度提升、材料兼容性、工艺控制、自动化与智能化等方面。 本报告的关键问题 先进封装需要哪些传统后道封装设备相较于传统封装，先进封装需要哪些新增设备 半导体封装设备的海内外供应商分别有哪些，国产化率如何 名词解释 Bump（凸点）：在芯片与封装基板或另一芯片之间形成电气连接的小球状金属。通常由焊料、铜或金制成，用于实现芯片间的电性连接及热传导。 Chiplet（小芯片）：指一种设计方法，通过将多个较小、较简单的芯片（chiplets）组合在一起以构建更复杂的集成电路，而不是使用单个大型芯片。这种方法可以提高制造效率和灵活性，并有助于降低成本。 FOWLP（扇出型晶圆级封装）：一种先进的封装技术，通过在原始硅片之外扩展I/O接口来增加布线密度，允许更多的外部连接点而无需增加封装尺寸，从而支持更高性能和更多功能的集成。 RDL（重分布层）：在半导体封装中，用于重新布局芯片上的输入/输出端口，使得这些端口可以被更有效地连接到封装基板或其他芯片上。RDL能够提供更灵活的设计选择，尤其是在高密度互连中。 SiP（系统级封装）：将多个具有不同功能的电子元件集成到一个封装内，形成一个完整的功能系统。 这些组件可能包括集成电路、被动元件等，旨在缩小整体尺寸并提升性能。 TSV（硅通孔）：一种垂直互连技术，通过在硅片上钻微小的孔并填充导电材料，如铜，以实现芯片内部不同层次之间的直接电气连接。TSV技术对于三维集成电路(3D IC)的实现至关重要，因为它可以显著缩短互连线长度，减少信号延迟和功耗。 WLP（晶圆级封装）：一种封装工艺，在整个晶圆阶段进行处理，而不是单独切割成芯片后进行封装。 这样可以在不牺牲性能的情况下减小最终产品的尺寸，并且由于是在晶圆级别上进行，因此可以实现更高的生产效率。 行业研究| 2025/03 半导体封装设备行业综述——工艺流程及封装方式分类 传统封装以低成本和简单结构为主，先进封装通过高密度互连、异构集成、三维堆叠等技术，满足高性能计算、5G、AI等对算力、能效和小型化的需求，代表半导体行业的前沿发展方向 半导体制造工艺流程 单晶硅片制造 拉单晶 磨外圆 切片 倒角 磨削/研磨 CMP 前道工艺 扩散 薄膜沉积 光刻 刻蚀 离子注入 CMP 金属化 测试 进行检测并重复若干次 后道工艺 背面减薄 晶圆切割 贴片 引线键合 模塑 切筋/成型 终测 半导体制造工艺流程可分为前道工艺和后道工艺，前道工艺主要是晶圆制造环节，后道工艺主要是封装测试环节。其中，后道工艺中的封装（Package）是指通过一系列技术手段将经过测试的集成电路裸芯片（Die）与外部电路连接，并通过封装材料进行物理保护和环境隔离，最终形成可安装、可操作的独立电子器件的过程。 主要封装方式分类 以金属线连接芯片与基板/引线框架，工艺成熟、成本低，但存在引脚密度低、体积大、信号延迟高等局限，适用于低速、低密度场景，如功率器件、传感器等 传统封装 DIP、LCC、QFP、WBBGA、SOT/TSOP、PGA等 打线类封装 倒装 FCBGA、FCCSP、FC-SiP WLCSP Fan-Out MCM 芯片与基板直接通过凸点互连，无需打线芯片尺寸与封装尺寸一致，成本低扩展I/O区域，支持大尺寸芯片 晶圆级封装 通过高密度基板或混合互连整合多个功能芯片采用有机材料如BT树脂，成本低但性能受限 使用硅基材料，提供高导热和低延迟的精细布线通过硅基桥接结构实现复杂多芯片互连芯片垂直堆叠，TSV实现层间互连 先进封装 基于有机转接板基于硅转接板基于硅桥互联3D IC 2.5D封装 Chiplet封装 3D FO FOPLP等 结合3D堆叠与扇出技术，兼顾性能与成本面板级扇出，适合大尺寸面板驱动IC 其他 半导体封装设备行业综述——后道封装设备市场规模 全球半导体制造设备销售额从2023年的1063亿美元增长至2024年的1171亿美元，其中后道设备占比约为7%。未来，先进封装作为“超越摩尔定律”的核心且高性价比路径，将推动封装设备占比不断提升 全球与中国半导体设备销售额，2019-2024单位：[亿美元] 单位：[%] 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 70%60%50%40%30%20%10%0%-10%-20% 1,171 1,076 1,063 1,026 712 598 496 367 296 283 187 135 2019 2020 2021 2022 2023 2024 全球半导体设备市场规模 中国大陆半导体设备市场规模 全球增速 中国大陆增速 根据SEMI数据，全球半导体制造设备销售额从2023年的1063亿美元增长至2024年的1171亿美元，同比增长10%。其中，前道设备市场增长显著，晶圆加工设备销售额增长9%，其他前道细分市场销售额增长5%。前道设备市场的增长主要得益于尖端和成熟逻辑、先进封装和高带宽存储器（HBM）产能扩张的投资增加，以及来自中国大陆的投资大幅增加；后道设备市场在经历了两年的连续低迷后，在AI芯片和HBM制造日益复杂且需求不断增长的推动下，在2024年迎来了转机。其中，封装设备销售额同比增长25%，测试设备销售额同比增长20%。 2022年，全球半导体设备销售额中，前道晶圆制造设备及后道封装、测试设备占比分别为80%、10%、8%。而2024年前道设备和后道设备销售额占比分别约为93%和7%，占比变化主要由于制程工艺的微缩对前道设备的依赖加深。AI与HPC对算力需求不断增加，使得芯片制程从 7nm 向 2nm 推进，光刻（如EUV光刻机）、刻蚀、薄膜沉积等前道核心工艺设备精度和复杂度显著提升，带来前道设备价值量占比持续提升。 半导体前/后道设备销售额占比，2024单位：[%] 7.3% 然而， 3nm 以下制程的每单位晶体管成本已接近临界点，制程微缩成本与难度陡增，先进封装可在不缩小制程节点的情况下提升性能。虽然当下后道设备销售额占比较低，但先进封装作为“超越摩尔定律”的核心且高性价比路径，将推动封装设备销售额占比不断提升，形成“前道突破性能极限，后道整合性能优势”的协同模式。未来，后道设备的高精度、异构集成能力将成为半导体产业竞争力的关键。 92.7% 前道设备（晶圆制造）后道设备（封装测试） 半导体封装设备行业综述——封装工艺所需半导体设备 不同先进封装与传统封装工艺流程差距较大，先进封装新增应用包括晶圆研磨薄化、RDL制作、Bump制作、TSV制作等，其所需的半导体封装设备由原有后道封装设备和新增中前道设备构成 传统封装与先进封装工艺流程及所需设备 背面减薄减薄机 晶圆切割划片机 晶圆贴装 固晶机、加热平台 引线键合焊线机 传统封装 成品测试 测试机、检测设备 切筋成型 激光打印激光打标机 塑封 封装成型机 切筋成型机、电镀设备 晶圆准备 凸点下金属化溅射机 凸点制作 倒装封装 研磨机、清洗设备、薄膜沉积设备 电镀机、印刷机、蒸镀设备、钉头凸点设备 清洗、检测与封装 清洗机、检测设备、塑封设备 底部填充 点胶机、固化炉 芯片贴装 晶圆切割切割机 贴装设备、热压键合机 晶圆准备 清洗机、沉积设备 光刻胶涂覆与光刻 旋涂机、光刻机、显影设备 凸点下金属化溅射机 电镀金属引线/凸点 报告完整版/高清图表或更多报告：请登录www.leadleo.com 电镀机 如需进行品牌植入、数据商用、报告调研等商务需求，欢迎与我们联系首席分析师：oliver.yuan@leadleo.com 晶圆级封装 重新分配层RDL制作光刻机、溅射机、电镀机 绝缘层沉积 薄膜沉积设备、旋涂机 光刻胶去除与金属刻蚀涂胶显影设备、刻蚀设备 主笔分析师：jacob.zhang@leadleo.com 植球 切割与分离切割机 清洗与检测 清洗机、检测设备 植球机、晶圆级回流焊设备 中阶层/芯片基底制备 重布线RDL制作 2 . 5 D / 3 D 光刻机、DRIE设备、薄膜沉积设备、电镀机、CMP设备 光刻机、溅射机、薄膜沉积设备、刻蚀机 底部填充底部填充机 芯片贴装与键合 倒装芯片贴装机、键合机 凸点制作 溅射机、电镀机、光刻机、退火设备 封装 植球植球机 清洗与去应力清洗机、退火炉 解键合与切割解键合机、切割机 检测与封装 检测设备、封装成型机 （接上页——封装工艺所需半导体设备） 不同先进封装与传统封装工艺流程差距较大，先进封装新增应用包括晶圆研磨薄化、RDL制作、Bump制作、TSV制作等，其所需的半导体封装设备由原有后道封装设备和新增中前道设备构成 先进封装新增中前道设备及原有后道设备 分类 设备名称 先进封装应用实例 作用说明 在芯片表面或中介层上定义金属布线的图案，实现信号的重新分布 RDL制作 光刻机 Bump制作 TSV对准与图案化TSV刻蚀TDL图形化RDL沉积TSV金属填充介质层沉积光刻工艺配套TSV/凸点工艺薄芯片切割WLP芯片薄化中阶层处理高精度贴装多芯片堆叠混合键合热压键合临时键合扇出型封装多芯片模塑TSV填充RDL金属化Bump制作 TSV/混合键合前清洗电镀后清洗 定义微凸点或铜柱图案，用于芯片与基板的电气连接3D封装中通过光刻定义TSV孔的开口位置 3D封装中在硅中介层或芯片中刻蚀深宽比高的TSV孔刻蚀金属层以形成精细的金属线路 刻蚀设备 新增中前道设备 沉积铜、铝等金属层，形成电路连接填充TSV孔以实现垂直互连 薄膜沉积设备 沉积绝缘层（如SiO₂、SiN），隔离金属线路在光刻前涂覆光刻胶，显影后形成图案 涂胶显影设备 在TSV或凸点制作中，光刻胶用于定义刻蚀或电镀区3D堆叠中切割超薄芯片 划片机 切割晶圆级封装后的芯片 3D堆叠或扇出型封装中将芯片减薄减薄硅中介层 减薄机 将芯片以纳米级精度贴装到中介层或基板实现多层芯片的垂直堆叠 固晶机 实现Cu-Cu或SiO₂-SiO₂共价键合 用于TSV凸点或微凸点的回流焊接 将芯片键合到载片以实现薄化或堆叠将芯片嵌入环氧树脂并形成RDL 封装多芯片异构集成（如Chiplet）电镀铜或钨填充深孔 键合机 原有后道设备 模塑机 电镀设备 沉积铜或铝作为重布线层 形成微凸点（如铜柱或金凸点） 去除表面