半导体封装设备专家交流纪要

1、先进封装技术先进封装与传统封装的主要区别在于芯片与外部的连接方式，先进封装包括BGA连接球、商品凸块连接和TSV连接等。 先进封装工艺流程中涉及到光刻、PVD、电镀等前道工艺和设备，精度虽不如晶圆制造但仍然需要 。 先进封装的类型较少，可通过字母标识进行辨识，如WAP、FC、FO等。2、国内封装技术发展国内封装技术中，传统封装仍占主导地位，约占70%，先进封装约占2 5%。国内封装厂分为三个梯队，第一梯队如同福微电、长电科技掌握了多种先进封装技术；第二梯队如盛和金威、华天科技技术相对不全；第三梯队主要是其他细分赛道的企业。 3、封装设备市场传统封装设备市场中，切片机、划片机、键合机、塑封机等占主要地位。先进封装设备市场中，划片机占主导，约30%，其次是电镀机和固晶机。 国内封装设备国产化率相对较低，主要原因是国外设备性价比较高，国内设备精度和稳定性与进口设备有差距。 4、封装设备国产化国内封装设备厂商在前道设备上有所成绩，但在后道设备上国产化率较低。主要原因是国外设备精度高，国内设备在温度控制和精度上存在不足。 长期来看，自主可控的趋势下，国产封装设备的需求将会增加，但目前国产设备的市场吸引力不足。5、封装设备技术细节减薄设备方面，国内设备与国外设备在规厚控制上存在差距，国内设备精度约为正负5-10微米，而国外设备可达正负3微米以内。 切片设备方面，激光切割和刀片切割各有优劣，先进封装中常将两者结合使用。国内光力科技在激光切割设备上有一定市场份额，但在精度上仍有差距。贴片设备方面，国内华丰科技在传统贴片设备上表现较好，价格相对较低，市占率约60%。 临时键合和解键合设备方面，上海微电子在临时键合设备上领先，但在解键合技术上存在问题。新瑞芯在化合物半导体领域有所发展，麦维股份也在研究相关设备。 混合键合技术方面，国内拓金建科、上海威华卓、金科有相关设备出货，华卓荆轲在晶圆和晶圆之间的混合键合设备上有所发展。 Q&AQ：先进封装与传统封装的区别及其包含的关键技术是什么？A：先进封装与传统封装的主要区别在于芯片与外部的连接方式。传统封装通常采用金线、铜线或合金线进行外包连接，而先进封装则包括BGA连接球、商品凸块连接和TSV连接。先进封 装的类型包括晶圆级封装（WaferLevelPackage，WAP）、倒装封装（Fl ipChip，FC）和扇出工艺（Fan-Out）等。这些技术通常涉及到光刻、电镀等前道工艺和设备，虽然精度要求可能没有晶圆制造那么高，但仍然需要这些工艺流程。Q：先进封装工艺流程的变化及其设备设计是如何的？ A：先进封装工艺流程的变化主要体现在增加了光刻、涂胶、显影、电镀、薄膜沉积等前道工艺。例如，BGA焊球的设计是通过光刻和电镀沉积出凸出的金属 凸块，这个过程包括在晶圆表面的金属pad上进行电镀，形成凸块。TSV（Through-SiliconVias）技术则是先进封装中的一个热点，其工艺流程涉及到在晶圆上形成垂直互连的通道，用于提高芯片的性能和功能密度。 Q：TSV技术的具体流程是什么？ A：TSV技术主要分为几个步骤。首先是晶圆厂的大硅片进行coating光刻胶，然后进行曝光显影，形成孔洞。接下来是干法刻蚀，使用等离子气体轰击晶圆 表面，形成深洞。之后去除光刻胶，形成带有深孔的硅片。接着进行PECVD做绝缘层，然后是CVD种子层，随后进行电镀填充铜，确保无气泡。最后进行表面抛光，形成TFB。Q：国内先进封装的出货量和技术水平如何？ A：国内先进封装的营收占比大约在25%，而传统封装占比70%。头部企业如常见科技的先进封装收入占比接近70%，主要以SIP、FO、FC为主。同富微电的先进封装收入占比 也在70%左右，主要做CPU/GPU封装。华天科技的先进封装收入占比约45%，主要从事单品封装，如FC封装焊、CMOSCIS摄像头芯片等。封装厂分为三个梯队，第一梯队的同福微电、长电科技掌握了所有先进封 装技术；第二梯队的盛和金威、华天科技技术相对不全面；第三梯队主要是其他细分赛道的企业。 Q：晶圆厂是否会成为先进封装的主力军？ A：目前国内产业链的界限相对明晰，晶圆厂在2.5D3D封装等技术领域可能有优势，但对于其他封装技术，封装厂仍具有明显优势。因此，晶圆厂和封装厂 各有所长，应分开考虑。 Q：传统封装设备和先进封装设备的市场占比情况如何？A：在传统封装设备中，切片机的市场份额最大，约占30%，其次是键合机、塑封机等。而在先进封装设备中，划片机的市场份额最大，约占30%，电镀机约占10%，贴片机和检测设备各占约10%，曝光机约占3-4%，清洗设备约占5%，塑封设备也约占5%。先进封装设备 的价值量占比有所变化，部分传统封装设备在先进封装中不涉及。Q：为什么封装设备的国产化率相对较低？A：封装设备的国产化率低主要有两方面原因。首先，后道设备的进口企业如disco和东京精 密的设备性价比较高，与国内设备在价格上的差异不大，不足以吸引企业更换设备。其次，后道设备多为物理性质的机械类设备，对精度要求 较高。国内设备在使用过程中，在精度和温控等方面与进口设备存在较大差异，导致封测企业不太愿意购买国内设备。因此，国内封装设备在后道市场的份额较小。 Q：国内半导体封装设备市场的现状和发展趋势如何？A：目前，国内半导体封装设备市场尚不强，主要因为资本市场不太受国际市场和政策影响，且国内设备价格相对较低，没有太多的诱惑力。但长期来看，在 自主可控的大背景下，国产设备的应用将会逐渐增多。尽管有些工序国产设备暂时无法满足，但整体趋势是向好的。 Q：国内设备商与国外设备商在减薄设备方面的差距主要体现在哪些方面？A：国内设备商在减薄设备方面与国外设备商的主要差距在于规模控制的精度。国内设备的规划控制大概在正负5到10 微米，而国外设备如日本的disco和东京精密可以在正负3微米以内。这对于追求超薄 晶圆和多层芯片堆叠的产品来说，国内设备尚不能满足设计要求。差距主要在于实时监控和反馈机制 ，以及 检测装置的灵敏度和电脑的补偿能力。Q：国内外减薄设备的价格差异如何？ A：国外的减薄设备价格通常在200到300万美金左右，而国内的设备价格大约在1 200万人民币左右。在相同配置下，价差大概在人民币一两百万。但当考虑到配套服务和其他耗材的打包优惠后，国产设备的价格优势可能会减弱。 Q：减薄设备的产能如何计算？A：减薄设备的产能难以直接计算，因为它与切削量有关。全球12英寸晶圆的标准厚度在7 25到750微米左右，根据实际产品需求的厚度，可以大致估算出设备的产能。例如，对于消费类产品，如wifi射频模组、手机IP芯片等，追求的厚度在50到100 微米之间。以700微米的切削量为例，一台设备一天的产能大约在25到30片左右 ，一年则大约在10万片左右。Q：先进封装中激光切割和刀片切割的应用情况是怎样的？ A：在先进封装中，激光切割通常与刀片切割搭配使用，因为先进封装需要非常窄的切割道，而刀片切割可能会导致崩边等不良影响。激光切割先开槽，然后 使用刀轮实际切开。这种搭配方式在性能上表现良好，同时也在成本上有所提升。传统封装由于切割道较宽，几乎百分百使用刀片切割。目前，激光切割在国内外的应用还没有明确的划分，但在先进封装中的应用较为广泛。Q：国内外激光切割设备的技术差异和存在的问题是什么？ A：国外主要以disco为主，国内则是光力科技的设备，其产品在先进封装领域的应用还不 成熟，主要应用于功率、MEMS传感器等传统封装的切割。国内设备在精度上与国外产品相当，但存在切割宽度更细时可能出现形状偏差的问 题。此外，激光设备的耗材成本较高，特别是激光发射器的更换成本，disco的激光发射器寿命大约在每10万片左右需要校准或更换，而光力科技的产品大约在3万片左右就需要进行 激光能量的校准或更换，这是目前存在的一个问题。Q：激光开槽设备的市场价格和国产设备的优势是什么？ A：进口激光开槽设备的价格大约在1500万人民币，约合两百多万元美金，与国内设备价格相近。国内光力科技的产品价格不到1000万，具有一定的优势。 Q：国内贴片设备厂商与国际厂商相比，在技术水平和价格上有什么优势？A：国内贴片设备厂商中，北京华丰科技的技术水平较高，是市场上的领先者。在价格方面，国内设备相较于进口设备大约有20%-30%的价格优势。 Q：国内传统封装设备的精度和效率如何，与国际水平相比有何差异？ A：国内传统封装设备的精度一般在7微米左右，而国际上的设备精度在5微米左右。在效率方面，国内外设备旗鼓相当，国外设备每小时固晶次数大约在 2000次，国内设备如华丰科技、新义昌等的固晶效率在每小时1200到1500次。Q：临时键合和解键合技术的应用及其重要性是什么？A：临时键合和解键合技术主要应用于第三代化合物半导体如碳化硅的IGBT生产中。这项技术用于将晶圆或其他圆形物质通过胶水临时粘合在一起，以便在 后续的减薄过程中保持其完整性。解键合的方式根据胶水的理化性质不同而有所差异，包括加热溶解、化学浸泡法和激光解键合。这项技术对于制造薄型芯片具有重要意义。Q：目前国内在临时键合和检验盒领域哪些企业较为领先？ A：目前国内在临时键合和检验盒领域较为领先的企业主要有上海微电子（SMEE），它在永久键合技术上非常成熟，拥有成熟的临时键合设备，是国内 的领先者。其次是新瑞新，长期在化合物半导体领域提供临时键合设备，拥有全套的临时键合和解键合方案。第三是麦维股份，正在研发半导体设备，包括临时键合和解键合，值得持续关注。目前，这三家的水平相对较好，其他企业尚未看到明显的临时键合设备。Q：永久键合和混合键合技术在国内的发展情况如何？ A：永久键合技术在国内已经相当成熟，上海微电子等企业在这一领域有稳定的设备出货。混合键合技术方面，WafertoWafer键合技术已经发展成熟，应用场景广泛，主要由原片机 的设备企业如上海微电子和途经电科等提供。C2W（ChiptoWafer）混合键合技术难 度较高，目前国内仅有拓金建科、上海威华卓、金科等少数企业有相关设备在出货，而晶圆与晶圆之间的C2W混合键合设备在国内尚处于研发阶段，华卓荆轲等企业正在开发专用设备。 Q：C2W混合键合技术的难度如何，为何国内企业较少涉足？ A：C2W混合键合技术难度较高，相较于其他键合技术，它需要更精细的工艺和更先进的设备。目前，国内企业在这一领域的涉足较少，可能是因为技术门 槛较高，研发成本大，以及市场应用尚未完全成熟。