業(yè)界對(duì)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體封裝設(shè)備寄予厚望
發(fā)布時(shí)間：2021-08-17 10:20
傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝主要實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的保護(hù)和電信號(hào)的對(duì)外連接，其工藝流程為：劃片、裝片、鍵合、打線、塑封、電鍍、上球、打標(biāo)、切筋成型等工序;先進(jìn)封裝則進(jìn)入到晶圓級(jí)領(lǐng)域，將多顆晶圓通過(guò)堆疊、硅通孔乃至異質(zhì)鍵合等微納加工技術(shù)將芯片提升至系統(tǒng)級(jí)水平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更小的體積，更低的功耗和更高的速度。在晶圓制程技術(shù)提升放緩的大背景下，先進(jìn)封裝成為延伸摩爾定律的一大支柱。
封裝設(shè)備技術(shù)和加工制造能力是封裝行業(yè)發(fā)展的要害與瓶頸。全球封裝設(shè)備呈現(xiàn)寡頭壟斷格局，ASM Pacific、K&S、Besi、Disco、Towa、Yamada等公司占據(jù)了絕大部分的封裝設(shè)備市場(chǎng)，行業(yè)高度集中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球封裝設(shè)備市場(chǎng)總體規(guī)模約40億美元，其市場(chǎng)規(guī)模近年來(lái)不斷擴(kuò)大，2018年全球封裝設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)比例為6.2%，僅為制程設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的1/13，也略低于測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模。在先進(jìn)封裝應(yīng)用的推動(dòng)下，封裝設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2021年將增長(zhǎng)56%，達(dá)到60億美元。
中國(guó)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚，整體上落后于以美國(guó)、日本為代表的國(guó)際半導(dǎo)體強(qiáng)國(guó)，但憑借政府重大科技“02專項(xiàng)”以及持續(xù)出臺(tái)的多項(xiàng)半導(dǎo)體行業(yè)相關(guān)政策的支持，其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。
目前，中國(guó)大陸集成電路封測(cè)環(huán)節(jié)發(fā)展成熟度好于晶圓制造環(huán)節(jié)，近十年來(lái)集成電路封裝測(cè)試行業(yè)銷售總額保持連續(xù)增長(zhǎng)，由2011年的976億元增長(zhǎng)至2020年的2,510億元，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)11.07%，但封裝設(shè)備與測(cè)試設(shè)備中國(guó)國(guó)產(chǎn)化率均遠(yuǎn)低于晶圓制程設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率。據(jù)中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，封測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率整體上不超過(guò)5%，低于制程設(shè)備整體上10%-15%的國(guó)產(chǎn)化率，且缺乏具有國(guó)際知名度的大型封裝設(shè)備制造廠商，封裝設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化亟需產(chǎn)業(yè)自強(qiáng)和產(chǎn)業(yè)鏈及政策重點(diǎn)培育。
目前中國(guó)大陸各類封裝設(shè)備絕大部分被進(jìn)口品牌主導(dǎo)，裝片機(jī)主要品牌為ASM Pacific、Besi、日本FASFORD和富士機(jī)械，倒片機(jī)主要品牌為ASM Pacific、Besi；打線設(shè)備主要品牌為美國(guó)K&S、ASM Pacific、日本新川等；劃片切割及研磨設(shè)備主要品牌為DISCO、東京精密等；塑封系統(tǒng)主要品牌為Besi、日本Towa、ASM Pacific和日本Yamada。
經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累及市場(chǎng)培養(yǎng)，部分國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體封裝設(shè)備廠商的設(shè)計(jì)制造能力日漸成熟，全自動(dòng)塑封系統(tǒng)和全自動(dòng)切筋成型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了中國(guó)國(guó)產(chǎn)設(shè)備從無(wú)到有的突破，并逐漸發(fā)展壯大。
中國(guó)大陸半導(dǎo)體塑封設(shè)備市場(chǎng)主要包含手動(dòng)塑封壓機(jī)、傳統(tǒng)封裝領(lǐng)域的全自動(dòng)封裝系統(tǒng)以及先進(jìn)塑封設(shè)備。手動(dòng)塑封壓機(jī)目前能滿足TO類、SOP、DIP等不同產(chǎn)品的塑封需求，已替代進(jìn)口實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。全自動(dòng)封裝系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)設(shè)備代表公司為文一三佳科技股份有限公司及安徽耐科裝備科技股份有限公司，現(xiàn)有機(jī)型能滿足SOD、SOT、SOP、DIP、QFP、DFN等大多數(shù)產(chǎn)品的塑封要求。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，雖然與國(guó)外一流品牌尚有差距，但差距在不斷縮小，正在逐步替代進(jìn)口實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
封裝企業(yè)轉(zhuǎn)變觀念，大力扶持國(guó)產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)應(yīng)用，使得國(guó)產(chǎn)設(shè)備在很多性能方面取得明顯進(jìn)步。全自動(dòng)封裝系統(tǒng)和全自動(dòng)切筋成型系統(tǒng)在良率、穩(wěn)定性、UPH及MTBA等性能指標(biāo)方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，配合自主研發(fā)的移動(dòng)預(yù)熱臺(tái)系統(tǒng)、樹(shù)脂稱重系統(tǒng)和自潤(rùn)滑系統(tǒng)等創(chuàng)新功能，市場(chǎng)認(rèn)可度不斷提高。以長(zhǎng)電科技、通富微電及華天科技為代表的大型知名封測(cè)廠商均已逐年加大了國(guó)產(chǎn)設(shè)備的采購(gòu)比例，國(guó)產(chǎn)設(shè)備與日本Towa、Yamada等國(guó)際知名品牌設(shè)備在同一封裝生產(chǎn)車間里齊頭并進(jìn)生產(chǎn)運(yùn)行已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。
先進(jìn)封裝在提升芯片性能方面展現(xiàn)的巨大優(yōu)勢(shì)吸引了全球各大主流IC封測(cè)廠商乃至臺(tái)積電、Intel等晶圓制造廠商在該領(lǐng)域的持續(xù)投資布局。以板級(jí)和晶圓級(jí)封裝為代表的先進(jìn)封裝對(duì)塑封設(shè)備提出更高的技術(shù)，需要采取將半導(dǎo)體芯片浸入事先液化的流動(dòng)性樹(shù)脂內(nèi)進(jìn)行樹(shù)脂固化的加工方式。國(guó)際設(shè)備公司已相繼開(kāi)發(fā)了先進(jìn)塑封設(shè)備，而中國(guó)產(chǎn)先進(jìn)塑封設(shè)備目前還處于初級(jí)開(kāi)發(fā)階段，更需要在新跑道上努力前行，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和附加值。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)大陸半導(dǎo)體全自動(dòng)塑封系統(tǒng)目前市場(chǎng)規(guī)模約為20億元，其中Towa每年銷售量約為200臺(tái)、Yamada約為50臺(tái)、Besi約50臺(tái)、ASM約50臺(tái)、文一三佳科技股份有限公司及安徽耐科裝備科技股份有限公司每年各20臺(tái)左右。中國(guó)大陸現(xiàn)有手動(dòng)塑封壓機(jī)存量超過(guò)10,000臺(tái)，每年新增約500臺(tái)，根據(jù)勞動(dòng)力和成本限制情況，手動(dòng)塑封壓機(jī)新增數(shù)量將呈遞減趨勢(shì)，存量市場(chǎng)也將在未來(lái)5至10年內(nèi)逐步被全自動(dòng)塑封系統(tǒng)替代?？梢灶A(yù)見(jiàn)中國(guó)大陸手動(dòng)塑封壓機(jī)各種形式的自動(dòng)化升級(jí)改造潛在市場(chǎng)規(guī)模約500億元。此外，在全自動(dòng)切筋成型系統(tǒng)方面，中國(guó)大陸部分國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商技術(shù)已趨于成熟，市場(chǎng)需求每年約65億元。
隨著中國(guó)大陸承接第三次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的行業(yè)機(jī)遇，且隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車、5G通信、可穿戴設(shè)備等行業(yè)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也將迅猛增長(zhǎng)。
2020年全球封測(cè)前十強(qiáng)排名
數(shù)據(jù)來(lái)源：芯思想研究院 2021年3月 單位：百萬(wàn)元人民幣
以長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技為代表的中國(guó)半導(dǎo)體封裝企業(yè)已進(jìn)入全球封測(cè)行業(yè)前十，在全球封測(cè)市場(chǎng)占據(jù)重要的地位。受中美經(jīng)濟(jì)摩擦的影響及中國(guó)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持，中國(guó)大陸產(chǎn)生大量半導(dǎo)體封測(cè)新興企業(yè)，催生了對(duì)封裝設(shè)備的巨大購(gòu)買力，其半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模占全球市場(chǎng)規(guī)模比例有較大的提升。
中國(guó)大陸國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體封測(cè)設(shè)備企業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住時(shí)代機(jī)遇，加大研發(fā)投入和自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)建設(shè)，主動(dòng)尋求與下游封測(cè)廠商的合作機(jī)會(huì)，持續(xù)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品及配套的系統(tǒng)升級(jí)，對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，不斷提高設(shè)備綜合性能，盡快提升封裝行業(yè)的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率并在先進(jìn)封裝設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)良好開(kāi)端，逐步完善設(shè)備產(chǎn)品鏈，用中國(guó)制造的設(shè)備促進(jìn)國(guó)際半導(dǎo)體封裝行業(yè)的進(jìn)步與繁榮。
（文章來(lái)源：SEMI China）