华安证券研究所近期发布了一份名为“先进封装产业+键合技术发展,共驱键合设备广阔空间”的行业研究报告。报告深入分析了半导体后道封装工艺中的键合技术及其市场发展,指出在AI、电动汽车等终端市场的推动下,永久键合和临时键合设备市场持续增长,同时探讨了键合技术的进步如何推动设备市场的扩展。报告中还详细讨论了不同键合技术的应用场景和市场潜力,为理解键合设备行业提供了全面视角。这份报告是投资者和行业分析师把握行业发展趋势、挖掘投资机会的重要参考,其中包含了丰富的数据和深入的分析,极具价值。
先进封装产业和键合技术的飞速发展,正在共同推动键合设备市场的广阔空间。随着AI、电动汽车和先进移动设备等终端应用市场的快速增长,对半导体封装技术提出了更高的要求,这不仅促进了永久键合和临时键合设备市场的持续增长,也为光刻和键合设备的升级迭代提供了强有力的支撑。
半导体后道封装工艺包含多个步骤,其中“键合”是指将晶圆芯片固定于基板上。键合工艺可分为传统方法和先进方法两种类型,传统方法采用芯片键合和引线键合,而先进方法则采用倒装芯片键合技术。这种技术通过在芯片焊盘上形成凸块的方式将芯片和基板连接起来,相较于传统方法,倒装芯片键合技术具有小尺寸、高密度、高性能等优点。
终端市场的发展与键合设备的迭代是相互驱动的。AI应用的大幅增长,主要用于高端计算和数据中心,推动了2024年至2026年组装设备市场的预期增长。光刻设备作为超越摩尔器件制造技术发展的支柱,键合设备的改进则推动了先进封装的发展。例如,背面照明CMOS图像传感器的混合键合正在发展,混合键合也被用于存储器和逻辑器件的3D集成和堆叠。
键合技术的发展为设备厂商带来了新的机遇。不同的键合方式有其特定的应用场景,往往同一产品的不同流程中综合运用多重键合方式。随着下游应用领域的变化,键合技术不断发展,一些晶圆键合设备由MEMS领域应用转化到3D集成技术的先进封装领域,表现出高对准精度特点,并向自动化、集成化方向发展。
在先进封装工艺中,倒装芯片发展时间最长,较为成熟。倒装芯片焊接技术具有尺寸小、密度高、性能提高、散热能力提高、生产效率高等优点。然而,随着互连密度的增加和间距缩小,回流焊工艺缺陷率提高,厂商开始寻求新的工艺和设备以解决回流焊的缺陷问题,TCB热压键合应运而生。
TCB工艺流程包括将喷涂了助焊剂的基板固定在真空板上,之后贴片头将捡起的晶片迅速加热到临界锡球融化温度,经过相机对位后,精准贴放到基板的凸点阵列区,最后迅速加热并冷却,完成焊接过程。TCB解决了标准倒装芯片的几个主要问题,如热量从芯片顶部施加,减少基板翘曲问题,确保均匀粘合,没有间隙变化或倾斜,几乎无空隙,并允许I/O间距缩小到更小的尺寸。
混合键合技术作为一种新型的键合技术,能够实现更精细的连接和更高的性能。它最初被称为直接键合连接,并在2000年由Ziptronix公司进一步开发。混合键合在3D NAND典型应用中,通过混合键合Memory和CMOS垂直互联。混合键合逐渐走向了逻辑、HBM等更多应用场景,如AMD 3D V-Cache采用台积电SolC-X技术,通过混合键合将缓存直接堆叠于CPU核心,显著提升系统性能。
根据BESI预测,混合键合市场将在未来三年内出现显著增长。到2030年,混合键合市场中性预期将达到1,400套,市场空间达到28亿至35亿欧元。混合键合可以通过晶圆到晶圆(W2W)键合和芯片到晶圆(D2W)键合两种方式完成。W2W的优势在于更高的对准精度、吞吐量和键合良率,而D2W的优势在于更加灵活。
AI产业的发展正在快速推动HBM和CoWoS厂商的扩产,进而带来键合设备的广阔空间。全球AI服务器拉动的HBM需求量对应的bonding设备市场空间从2023年的70.7亿元增长至2025年的143.1亿元,全球CoWoS需求量对应的bonding设备市场空间从2023年的7.1亿元增长至2025年的12.9亿元。国内AI服务器拉动的HBM需求量对应的bonding设备市场空间从2023年的21.2亿元增长至2025年的32.4亿元,国内CoWoS需求量对应的bonding市场空间从2023年的2.1亿元增长至2025年的2.9亿元。
在国内,随着美国对华出口限制的加强,国内厂商正加快HBM、2.5D/3D封装的突破与产能建设,为国产键合设备厂商提供了有利机遇。在这份报告中,我们深入了解了先进封装产业和键合技术的发展,以及它们如何共同塑造键合设备市场的前景。文章的灵感来源于华安证券研究所发布的《先进封装产业+键合技术发展,共驱键合设备广阔空间》报告。除了这份报告,还有许多同类型的报告也非常有价值,推荐阅读,这些报告我们都收录在同名星球,可以自行获取。
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