今天再次梳理下先进封装。先进封装技术根据集成密度和互连方式,可主要分为2.5D封装、3D封装、扇出型封装及基于芯粒(Chiplet)的异构集成等。
2.5D封装通过硅中介层或硅桥实现芯片水平互连,典型代表是台积电的CoWoS系列技术,它将逻辑芯片和高带宽内存(HBM)并排集成于硅中介层之上,大幅提升互连带宽。
3D封装则通过硅通孔(TSV)和混合键合实现芯片垂直堆叠,互连密度可达每平方毫米数十万个,显著缩短信号传输距离,
Chiplet通过拆分大芯片为功能芯粒,混合制程制造后封装,遵循UCIe 2.0标准,代表案例如AMD MI300,国内厂商4nm芯片良率超99%。
扇出型封装(如台积电InFO)则通过重布线层(RDL)在芯片外部区域实现I/O扇出,适用于对尺寸和成本敏感的应用。
市场格局
全球先进封装市场呈现台积电、英特尔、三星等IDM巨头与日月光、安靠等专业封测代工(OSAT)企业共同主导的格局。台积电凭借CoWoS技术深度绑定英伟达、AMD等高端AI芯片客户,其产能扩张直接牵引产业链发展。中国大陆厂商正快速追赶,在2.5D封装、扇出型技术等领域已实现量产突破,并受益于国产化替代需求,目前国产材料/设备国产化率约30%。
增量驱动
首先是AI与高性能计算的算力需求,大模型参数量的指数级增长使得单芯片尺寸接近光刻机视场极限,必须通过芯粒和2.5D集成来突破面积瓶颈。其次是内存带宽瓶颈,传统架构下处理器与内存速度差距拉大形成“内存墙”,而HBM通过2.5D/3D集成可实现数TB/s的带宽,满足AI芯片饥渴的数据需求。最后是经济性与良率考量,将大芯片分解为小芯粒生产,可显著提升良率并降低先进制程的使用成本,实现“性能-成本”的最优解。
机构预测,全球先进封装市场规模将从2024年的约460亿美元增长至2030年的794亿美元,年复合增长率约9.5%。其中,2.5D/3D封装增速最快,可达37%,中国市场同样蓬勃,预计2029年规模将达1888亿元,占全球比重提升至36%。
企业案例
封装制造
长电科技:中国封装龙头,量产XDFO平台及2.5D封装技术,产品覆盖AI、汽车电子等
通富微电:专注高端封装,在大尺寸FCBGA、多芯片模块领域领先,为AMD等客户提供7nm Chiplet封装,卡位HPC市场。
晶方科技:深耕晶圆级封装和传感器封装,车规CIS封装技术领先
盛合晶微:聚焦2.5D/3D集成技术,开发硅中介层和微凸块工艺,服务于高性能计算和人工智能芯片市场。
华天科技:TSV技术突破,昆山/南京基地聚焦Fan-out/3D封装,切入华为供应链
甬矽电子:Hi-CoS平台量产,适配高算力芯片
汇成股份:国产CoWoS-L技术稀缺供应商,打破海外垄断,进入量产爬坡阶段。
佰维存储:聚焦存储芯片先进封装,业务涵盖Chiplet异构集成存储方案,适配AI服务器高容量存储需求
颀中科技:国内显示驱动芯片封测龙头,28nm制程产品量产能力领先
设备
北方华创:中国半导体设备龙头,产品覆盖刻蚀、薄膜沉积等,其设备应用于先进封装中介层制作和TSV工艺。
中微公司:刻蚀设备领先者,其TSV刻蚀设备用于3D封装通孔加工,满足高深宽比工艺需求。
盛美上海:专注清洗、电镀设备,其产品支持封装前晶圆清洁和凸块电镀,服务于先进封装产线。
拓荆科技:薄膜沉积设备供应商,其PECVD、ALD设备用于封装介质层沉积,提升器件可靠性。
华海清科:CMP设备重要供应商,提供晶圆平坦化解决方案,适用于封装中介层和芯片堆叠工艺。
芯源微:涂胶显影设备厂商,产品用于封装光刻工艺,支持RDL和凸块制作的关键环节。
芯碁微装:直写光刻设备企业,其技术可用于封装中的掩模版制作和直接成像,提升制造灵活性。
金海通:半导体分选机切入AI芯片测试链,三温测试分选机需求增长,2025年净利润翻倍。
材料
玻璃基板行业之前介绍过,今天不再展开,参考先进封装核心环节突破,关注2个方向(附列表)
鼎龙股份:中国CMP抛光垫龙头,产品切入先进封装工艺,用于晶圆平坦化和表面处理。
安集科技:CMP抛光液领先企业,其化学品用于封装中的晶圆清洗和表面准备,提升良率。
飞凯材料:电子化学品供应商,提供封装用湿化学品、塑封料等,服务于半导体封装产业链。
深南电路:内资最大封装基板供应商,ABF基板量产20层产品,广州新厂扩产FCBGA基板。
兴森科技:IC封装基板(CSP/FCBGA)收入增长36%,广州项目满产,FCBGA样品订单激增。
华海诚科:环氧塑封料用于QFN/BGA,FC底填胶适配2.5D/3D封装,打破海外垄断。
联瑞新材:高端硅微粉主力供应商,球形硅微粉用于封装基板填料,提升散热与绝缘性,推出亚微米级球形氧化铝粉,适配Chiplet封装热管理需求
雅克科技:通过并购切入封装材料领域,Low-k材料用于先进封装绝缘层,硅微粉作为EMC填料
唯特偶:电子焊接材料专家,导电胶用于Chiplet异构集成互联,无铅锡膏适配倒装芯片封装
天承科技:湿电子化学品细分龙头,TSV电镀液、TGV玻璃通孔金属化液适配先进封装
上海新阳:先进封装化学品核心供应商,电镀液覆盖RDL/TSV铜互联工艺,Chiplet封装用清洗液
艾森股份:专注封装用电子化学品,包括电镀液和清洗液。
德邦科技:芯片级底部填充胶龙头,Low-α底部填充胶适配3D封装热应力控制,Lid框胶用于HBM封装密封
康强电子:国内引线框架与键合丝双龙头,客户含长电科技、华天科技
测试
伟测科技:晶圆级测试(CP)支持6-14nm制程,保障Chiplet良率,客户含通富微电、长电科技。
华岭股份:全温区(-55℃至150℃)测试,FPGA/AI芯片测试经验丰富,自主研发测试云系统。
利扬芯片:实现3/5nm制程测试,多工位并行测试压缩成本,算力芯片测试经验迁移至AI领域。
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