电子行业先进封装：设备与材料

传统封装市场缓慢增长，先进封装带来较大增量。根据Yole，全球整体封装市场规模将由2022年的950亿美元增长至2028年的1361亿美元，受AI、HPC、HBM等应用驱动，先进封装市场规模的占比由2022年的47%（443亿美元）提升至2028年的58%（786亿美元），传统封装市场保持稳健增长，其规模从2022年的507亿美元缓慢增长至2028年的575亿美元，因此先进封装为整体封装市场规模的增长贡献较大增量，进而带动设备、材料等相关产业链发展。 设备： 先进封装带动封装设备市场需求。将先进封装工艺分成晶圆级工艺、芯片级封装工艺、塑料封装工艺及以后这三段工艺来看： 1）晶圆级工艺段的所有工艺加工均在晶圆上进行，其中WLP封装发展较为迅速，其关键技术包括重新布线技术（RDL，需要掩膜设备、涂胶机、溅射台、光刻机、刻蚀机）、凸点制造技术（Bumping，需要涂胶机、溅射台、光刻机、印刷机、电镀线、回流焊炉、植球机）、硅通孔互连技术（TSV，需要晶圆减薄机、掩膜设备、涂胶机、激光打孔机、填充机(电镀)、溅射台、光刻机、刻蚀机）、扇出技术（Fan-out，需要倒装芯片键合机、塑封机、掩膜设备、涂胶机、溅射台、光刻机、刻蚀机、划片机）、晶圆减薄技术（需要带凸点晶圆减薄机）以及晶圆划片技术（带凸点晶圆划片机）；其它先进封装形式如BGA、CSP、3D封装和SiP所涉及的晶圆工艺主要为晶圆减薄技术和晶圆划片技术，需要晶圆划片机与晶圆减薄机等封装设备。 2）芯片级封装工艺主要在芯片级进行加工，把芯片从晶圆上取下，安装到引线框架、多层基板或载体上的装片工艺需使用装片机(DB)，用引线键合或倒装芯片方法完成芯片上焊盘和引线框架、多层基板或载体上引脚的连接的键合工艺需使用引线键合机或倒装芯片键合机。 3）塑封及后序工艺主要为把安装好和键合好的芯片用塑封料进行包封，然后再固化、打印、切割、测试、编带包装等，需要非对称塑封压机与固化炉等封装设备。 先进封装对封装设备提出更高的技术要求。以晶圆减薄机和划片机为例，受益于3D堆叠封装驱动，晶圆减薄目前应用需减薄到大约50μm，而在将来需减薄到约25μm以下，超薄晶圆对机械应力和热应力非常敏感，要求划片过程应力残留越小越好。以倒装芯片键合机为例，倒装芯片键合工艺作为先进封装工艺的核心组成部分，与传统的引线键合相比，倒装芯片键合形成的电气连接路径更短、横截面积更大，因而电阻和电感更小并且导热性更好，同时倒装芯片面阵列凸点能够提供更多的输入输出管脚，这些特性使倒装芯片尤其适合具有高频输入输出信号和大管脚数的高功率集成电路封装，高密度倒装芯片键合机已经成为CPU等高端多管脚封装工艺的核心设备，需持续精进多自由度精密对准技术等。 2021年全球半导体封装设备/测试设备市场规模分别约为70/78亿美元。封装设备方面，根据SEMI，2021年全球半导体封装设备市场规模约70亿美元，贴片机/划片机/引线机/塑封机和电镀机/切筋机在封装设备的市场份额分别为30%/28%/23%/18%/1%，对应的市场空间分别约为21/20/16/13/0.7亿美元。考虑到我国封测产能占比约为全球1/4，因此估计2021年我国半导体贴片机/划片机/引线机/塑封机和电镀机/切筋机的市场规模约为5/5/4/3/0.2亿美元。测试设备方面，根据SEMI，2021年全球半导体测试设备市场规模为78亿美元，其中测试机市场占比63.1%、分选机占比17.4%、探针台占比15.2%。 封测设备国产化率较低，测试设备国产化进程较封装设备略快。 封装设备方面，ASM Pacific、K&S、Besi、Disco、Towa、Yamada等公司占据绝大部分封装设备市场，其中K&S在线焊设备方面全球领先，球焊机市场率64%；Besi、ASMPacific垄断装片机市场；Disco则垄断全球2/3以上的划片机和减薄机市场;塑封系统主要品牌为Besi、日本Towa、ASMPacific和日本Yamada。据中国国际招标网数据统计，国内某先进封装产线上的工艺设备国产化率高达20%-50%，其中干法刻蚀设备、曝光机、清洗机、去胶机、涂胶显影等均实现国产化突破，但封装用CVD、PVD、编带机、电镀设备、检测设备、切割划片机、贴片机、抛光研磨等后道封装设备的国产化率依然较低，目前仍主要依赖于进口。根据MIRDATABANK，2021年引线键合设备/贴片机/划片机国产化率均约为3%， 预计到2025年将提升至10%/12%/10%。测试设备方面，2021年泰瑞达、爱德万以及科休占据国内约84%测试机市场份额；分选机厂商相较分散，国内企业长川科技与金海通等加速国产替代；中国大陆地区探针台市场中，东京电子与东京精密仍占据50+%的市场份额。根据MIR DATABANK，2021年测试机/分选机/探针台的国产化率分别为15%/21%/9%，预计到2025年将提升至25%/35%/20%。 材料： 先进封装材料国产化率低，市场需求和技术创新驱动成长。半导体封装材料包含基板、导线架、打线、模塑化合物、底部填充胶、黏晶粒材料、晶圆级封装介电质和晶圆级电镀化学制品等。根据SEMI、TECHCET以及Tech SearchInternational，2022年全球半导体封装材料市场营收达261亿美元，受益于封装厂商扩产以及先进封装驱动，2027年将增长至298亿美元。先进封装的关键材料包括焊锡膏(SolderPaste)、底部填充胶（Underfill）、高性能热界面材料（TIM）、临时键合胶（TBA）、光敏性聚酰亚胺（PSPI）、光敏树脂（BCB）等。 就竞争格局而言，ABF载板的核心原材料之一ABF膜几乎由日本味之素垄断，高性能热界面材料（TIM）、光敏性聚酰亚胺（PSPI）市场同样几乎由日本主导，底部填充胶（Underfill）市场则由日本、欧美等厂商主导，而TBDB材料由美国厂商主导，均为当前国产化突破领域。 面对元器件小型化、高密度化、多功能化，系统级封装（SiP）中的元件数量不断增加；更小空间，更多电子功能导致更高功率密度功率损耗带来的更多热量以及系统的Total cost of ownership(TCO，总体拥有成本)相较低成本更为重要的挑战，先进封装对材料的力、热、电等各方面性能均提出更严格要求以保障芯片性能与可靠性。 建议关注： 封测厂商： 长电科技、通富微电、华天科技、甬矽电子、伟测科技、利扬芯片等。 封装设备： 芯碁微装（直写光刻）、北方华创（刻蚀、薄膜、清洗）、中微公司（刻蚀、薄膜）、拓荆科技（薄膜、键合）、微导纳米（薄膜）、芯源微（涂胶显影、清洗、键合）、盛美上海（清洗、电镀、涂胶显影、薄膜）、华海清科（CMP、减薄）、光力科技（划片）、大族激光（划片）、德龙激光（划片）、新益昌（固晶）、奥特维（引线键合）、文一科技（塑封）、耐科装备（塑封）等。 测试设备： 华峰测控（测试机）、长川科技（测试机）、精智达（测试机）、联动科技（测试机）、金海通（分选机）等。 封装材料： 强力新材（电镀液、TIM1、PSPI）、德邦科技（Underfill、TIM）、华海诚科（EMC）、联瑞新材（硅微粉）、江丰电子（靶材）、鼎龙股份（PI、CMP抛光材料、临时键合胶）、安集科技（CMP抛光材料）、雅克科技（前驱体）、有研新材（电镀镍）、沃格光电（IC载板）等。 风险提示： 下游需求不及预期；公司技术与产品迭代进展不及预期；行业竞争加剧等。