文 | 鈦資本研究院

當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)正處于前所未有的變革期，尤其是在 AI、5G 和高性能計(jì)算等新技術(shù)的推動(dòng)下。裝備和封裝，尤其是先進(jìn)封裝，已成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)的核心支柱，也是新技術(shù)突破的關(guān)鍵領(lǐng)域。在國(guó)產(chǎn)替代的背景下，半導(dǎo)體作為全球產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)多年努力已取得顯著進(jìn)展。

最近，鈦資本邀請(qǐng)到前海方舟旗下的智慧互聯(lián)產(chǎn)業(yè)基金主管合伙人、研究部主管吳治國(guó)，就 " 半導(dǎo)體裝備和先進(jìn)封裝行業(yè) " 這一主題進(jìn)行分享。他在通信和信息技術(shù)領(lǐng)域有超過(guò)二十年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，涉及技術(shù)研發(fā)、業(yè)務(wù)發(fā)展、戰(zhàn)略投資和風(fēng)險(xiǎn)投資等不同工作崗位，專(zhuān)注商業(yè)航天、半導(dǎo)體和信息技術(shù)賽道的投資。在加入前海方舟前，曾先后就職于專(zhuān)業(yè)通信技術(shù)研究機(jī)構(gòu)和華為技術(shù)有限公司。曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在北美、歐洲和以色列等區(qū)域成功開(kāi)展多個(gè)投資和并購(gòu)，涵蓋基礎(chǔ)軟件、AI、云計(jì)算、硬件、安全、材料等技術(shù)領(lǐng)域。主要投資項(xiàng)目包括銳視智芯、某頭部半導(dǎo)體工藝和量檢測(cè)設(shè)備公司、魔方衛(wèi)星、微聯(lián)星智、賽陸醫(yī)療、軟通智慧、Elastifile、HexaTier 和 GridGain 等。主持人是鈦資本董事總經(jīng)理朱玉韜，關(guān)注半導(dǎo)體、智能汽車(chē)、航空航天。以下為分享詳情：

00

隨著先進(jìn)制程接近物理極限，行業(yè)已從單純追求制程微縮轉(zhuǎn)向通過(guò)先進(jìn)封裝提升芯片性能。臺(tái)積電的 CoWoS、英特爾的 2.5D 和 3D 封裝技術(shù)成為高端 AI 芯片和高帶寬存儲(chǔ)器的核心制造方案。預(yù)計(jì)到 2026 年，全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到近 500 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò) 10%。

國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體裝備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程正在加速，北方華創(chuàng)等龍頭企業(yè)已躋身全球 IC 工藝設(shè)備前十名，電鍍和刻蝕機(jī)等產(chǎn)品覆蓋了先進(jìn)封裝全流程。作為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)，中國(guó)通過(guò)政策支持和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代。2023 年，國(guó)內(nèi)先進(jìn)封裝產(chǎn)值占比已接近 40%，長(zhǎng)電科技和通富微電等企業(yè)在新技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)突破。盡管如此，與國(guó)際巨頭相比，國(guó)內(nèi)仍需突破短板，構(gòu)建更全面自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈。

01 半導(dǎo)體行業(yè)整體展望

到 2030 年，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最終銷(xiāo)售額有望達(dá)到約 1 萬(wàn)億美元。其中，手機(jī)、電腦和消費(fèi)電子等領(lǐng)域仍將繼續(xù)增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度相對(duì)較慢。相比之下，與算力相關(guān)的服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、存儲(chǔ)和汽車(chē)電子等領(lǐng)域?qū)⒊蔀樵鲩L(zhǎng)最快的板塊，預(yù)計(jì)到 2030 年將保持 9% 的年增長(zhǎng)率。

麥肯錫的報(bào)告指出，盡管半導(dǎo)體行業(yè)面臨一些挑戰(zhàn)，但其長(zhǎng)期前景依然非常樂(lè)觀。尤其是 AI 芯片正在變得無(wú)處不在，人工智能為整個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的機(jī)會(huì)。預(yù)計(jì)到 2030 年，新一代 AI 技術(shù)將帶來(lái)約 60 億至 130 億美元的市場(chǎng)價(jià)值。

在投資方面，美國(guó)、歐洲、中東、中國(guó)、韓國(guó)、日本和臺(tái)灣地區(qū)都在積極投資半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。美國(guó)通過(guò)《芯片法案》提供了大量投資和稅收減免，盡管部分補(bǔ)貼未能兌現(xiàn)，但仍吸引了許多企業(yè)前往設(shè)廠。中國(guó)在 2024 年投入了約 430 億美元用于半導(dǎo)體產(chǎn)能建設(shè)，盡管到 2027 年預(yù)計(jì)會(huì)有所下降，但仍然保持較高水平。韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)也投入了大量資金，分別達(dá)到 300 多億美元和 340 億美元。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不僅受到市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)，還受到政治和戰(zhàn)略因素的影響。各國(guó)政府紛紛出臺(tái)政策支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，例如美國(guó)的《芯片法案》和中國(guó)的集成電路國(guó)家大基金。推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的三大技術(shù)浪潮包括：物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、AI 技術(shù)以及量子計(jì)算。盡管量子計(jì)算目前仍處于早期階段，但許多投資機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始布局。

AI 相關(guān)的半導(dǎo)體芯片增長(zhǎng)迅速，預(yù)計(jì) 2023 年至 2028 年的年復(fù)合增長(zhǎng)率接近 30%。整個(gè)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)龐大，從上游的設(shè)備、材料和代工，到下游的設(shè)計(jì)、硬件、軟件和服務(wù)，都依賴(lài)于先進(jìn)的芯片技術(shù)。盡管 2023 年市場(chǎng)整體下行，但半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)仍創(chuàng)造了超過(guò) 8000 億美元的稅前利潤(rùn)。

在中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間巨大。根據(jù)標(biāo)普等詢(xún)公司的數(shù)據(jù)，中國(guó)企業(yè)在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域的占比相對(duì)較小，但在封裝測(cè)試領(lǐng)域表現(xiàn)較好。在半導(dǎo)體材料和設(shè)備方面，中國(guó)企業(yè)仍處于起步階段。長(zhǎng)江存儲(chǔ)在 2024 年公布的數(shù)據(jù)顯示，其設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到 65%，材料的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到了 85%。這表明，盡管中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在全球市場(chǎng)中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但在某些領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，尤其是在設(shè)備和材料的國(guó)產(chǎn)化方面。

從全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)來(lái)看，到 2025 至 2027 年，全球 12 英寸晶圓廠的設(shè)備支出預(yù)計(jì)將達(dá)到 4000 億美元，主要受到 AI 技術(shù)的推動(dòng)，整體趨勢(shì)向好。中國(guó)大陸的 12 英寸晶圓廠數(shù)量預(yù)計(jì)將從 2024 年的近 30 座增加到 2027 年的 71 座，中國(guó)臺(tái)灣和日本也在增長(zhǎng)，全球整體增長(zhǎng)顯著。中國(guó)大陸在全球晶圓廠中的占比將達(dá)到 29.7% 至 30%。

再看中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。中國(guó)是全球最大的手機(jī)制造國(guó)和消費(fèi)市場(chǎng)，擁有眾多具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的手機(jī)企業(yè)，如 OPPO、VIVO、小米、華為和榮耀。華為在被美國(guó)制裁后，5G 手機(jī)芯片生產(chǎn)中斷，手機(jī)銷(xiāo)量大幅下滑，只能銷(xiāo)售 4G 手機(jī)。盡管如此，華為的突破證明了中國(guó)在 7 納米制程的國(guó)產(chǎn)能力。華為 Mate 60 實(shí)現(xiàn)了約 90% 的國(guó)產(chǎn)化，它的發(fā)布標(biāo)志著中國(guó)大陸在芯片制造、軟件、材料和封裝測(cè)試等產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸突破封鎖。

華為在制裁下艱難突圍證明了中國(guó)有能力實(shí)現(xiàn)高端芯片的國(guó)產(chǎn)化。盡管美國(guó)的封鎖并未完全被打破，華為的突破仍代表著中國(guó)半導(dǎo)體裝備和材料產(chǎn)業(yè)鏈在短時(shí)間內(nèi)取得了顯著進(jìn)步。但中國(guó)在先進(jìn)光刻機(jī)等關(guān)鍵半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域仍面臨挑戰(zhàn)。

美國(guó)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為華為已被中國(guó)政府轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的芯片戰(zhàn)爭(zhēng)武器。華為在被制裁后不到五年內(nèi)，已成為中國(guó)半導(dǎo)體爭(zhēng)奪戰(zhàn)中的重要力量。這場(chǎng)科技戰(zhàn)爭(zhēng)將在未來(lái)幾十年影響世界經(jīng)濟(jì)。

華為能夠在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破的關(guān)鍵在于其強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈和強(qiáng)烈的求生欲望。華為業(yè)務(wù)涉及 ICT、云服務(wù)、政企業(yè)務(wù)、終端設(shè)備和汽車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域，規(guī)模龐大且具備自給自足的潛力，正是這種優(yōu)勢(shì)使得華為能夠在美制裁下取得突破。

中國(guó)在 EUV 光刻機(jī)的突破仍需時(shí)間。個(gè)人預(yù)測(cè)中國(guó)可能在未來(lái) 5-10 年內(nèi)實(shí)現(xiàn) EUV 光刻機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，這對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要，否則，中國(guó)將在高端芯片制造領(lǐng)域進(jìn)一步落后于臺(tái)積電和三星等國(guó)際巨頭。

02

半導(dǎo)體制造具有高度復(fù)雜性，包括氧化、涂膠、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、拋光、檢測(cè)和清洗等一系列工藝。集成電路制造需要重復(fù)數(shù)十次甚至上百次的工藝環(huán)節(jié)，但關(guān)鍵的集成電路高端設(shè)備仍被國(guó)外壟斷，中國(guó)在光刻機(jī)、薄膜沉積、刻蝕和檢測(cè)設(shè)備等領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化率仍較低。盡管如此，中國(guó)企業(yè)如北方華創(chuàng)等正在逐步突破這些技術(shù)瓶頸。

薄膜沉積是半導(dǎo)體制造的核心工藝之一，其主要作用是通過(guò)原子或分子級(jí)別的沉積在半導(dǎo)體晶片表面形成導(dǎo)電或絕緣層，從而控制芯片的電學(xué)特性。薄膜沉積設(shè)備是半導(dǎo)體制造的三大核心設(shè)備之一，其市場(chǎng)規(guī)模隨著制程技術(shù)的進(jìn)步而不斷增長(zhǎng)。隨著集成電路單位面積規(guī)模的擴(kuò)大和芯片內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，所需的薄膜層數(shù)不斷增加，對(duì)薄膜沉積設(shè)備的需求也相應(yīng)增加。例如，從 9 納米工藝到 3 納米工藝，薄膜沉積工序從 40 道增加到 100 道，涉及的材料種類(lèi)也從 6 種增加到 20 種。

進(jìn)一步來(lái)看，薄膜沉積設(shè)備的幾大類(lèi)別，包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）和原子層沉積（ALD）。CVD 通過(guò)化學(xué)方法在晶片表面沉積涂層，目前市場(chǎng)上的領(lǐng)先企業(yè)是應(yīng)用材料（Applied Materials）。國(guó)內(nèi)也有一些公司在開(kāi)發(fā) CVD 設(shè)備。PVD 通過(guò)物理方法將沉積材料氣化后沉積到晶片表面。ALD 是一種變相的 CVD，其沉積層均勻但沉積速率較慢，國(guó)外的 ASM 是該領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，國(guó)內(nèi)的拓荊科技也在該領(lǐng)域取得了進(jìn)展。

薄膜沉積設(shè)備廣泛應(yīng)用于邏輯和存儲(chǔ)電路的制造，尤其是在存儲(chǔ)芯片中，薄膜沉積工藝的使用越來(lái)越廣泛。中國(guó)的半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在全球市場(chǎng)中占比約 30%。根據(jù)預(yù)測(cè)，2023 年全球 PVD、CVD 和 ALD 設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模分別為 152.8 億美元、72 億美元和 24 億美元。國(guó)內(nèi)在薄膜沉積設(shè)備領(lǐng)域保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，2023 年預(yù)計(jì) PVD 設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 152.8 億美元，CVD 設(shè)備為 72 億美元。

刻蝕設(shè)備是半導(dǎo)體制造的另一大核心設(shè)備。刻蝕主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕，其中干法刻蝕占主導(dǎo)地位。干法刻蝕包括電容耦合等離子體（CCP）和電感耦合等離子體（ICP）兩種技術(shù)。刻蝕設(shè)備主要用于將光刻機(jī)形成的圖案轉(zhuǎn)移到下層材料，實(shí)現(xiàn)圖案化。刻蝕設(shè)備在全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)中占比約 22%，僅次于薄膜沉積設(shè)備。2024 年全球刻蝕設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為 300 多億美元，增長(zhǎng)速度較快。

國(guó)內(nèi)在刻蝕設(shè)備領(lǐng)域也有一定的發(fā)展，ICP 和 CCP 刻蝕設(shè)備平分秋色。先進(jìn)制程和先進(jìn)存儲(chǔ)對(duì)刻蝕設(shè)備的需求不斷增加，尤其是隨著制程從 65 納米到 5 納米的推進(jìn)，刻蝕次數(shù)顯著增加。例如，65 納米工藝需要約 24 次刻蝕，10 納米工藝需要近 100 次，而 5 納米工藝則需要 160 次。這種工藝的復(fù)雜化對(duì)刻蝕設(shè)備的精度和重復(fù)性提出了更高的要求。

盡管中國(guó)在薄膜沉積和刻蝕設(shè)備領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展，但與國(guó)際領(lǐng)先水平相比仍有差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)在設(shè)備的精度、穩(wěn)定性和可靠性方面仍需提升。

中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也在不斷取得突破。國(guó)內(nèi)其他企業(yè)如北方華創(chuàng)、中微公司等也在不斷努力，逐步打破國(guó)外技術(shù)壟斷。中國(guó)政府也在通過(guò)政策支持和資金投入，推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。盡管中國(guó)在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，未來(lái)有望在高端設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更大的突破。

5、量檢測(cè)設(shè)備

隨著科技的不斷進(jìn)步，尤其是從 2D 到 3D 技術(shù)的轉(zhuǎn)變，半導(dǎo)體制造對(duì)刻蝕工藝的要求大幅增加。例如，3D 芯片制造涉及數(shù)百層的堆疊，這不僅提高了對(duì)刻蝕技術(shù)的要求，也增加了檢測(cè)和量測(cè)的復(fù)雜性。檢測(cè)設(shè)備分為兩大類(lèi)：檢測(cè)設(shè)備和量測(cè)設(shè)備。檢測(cè)設(shè)備主要用于識(shí)別結(jié)構(gòu)中的缺陷，如顆粒污染和結(jié)構(gòu)性問(wèn)題；而量測(cè)設(shè)備則用于量化描述被觀測(cè)對(duì)象的尺寸、材料特性等，例如薄膜厚度、特征尺寸和表面形貌等。

檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)中量測(cè)設(shè)備占比約 31%，而中國(guó)國(guó)內(nèi)的檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在 2023 年預(yù)計(jì)為 300 億人民幣，并且預(yù)計(jì)到 2025 年將超過(guò)這一數(shù)字。檢測(cè)設(shè)備是半導(dǎo)體制造中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但國(guó)產(chǎn)化率仍然較低。不過(guò)，國(guó)內(nèi)企業(yè)如中科飛測(cè)、上海精測(cè)等正在快速突破，積極開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。

先進(jìn)制程和先進(jìn)封裝廠的擴(kuò)張推動(dòng)了半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備的高速增長(zhǎng)。在今年的 SEMICON China，一些企業(yè)展示了多種檢測(cè)設(shè)備，包括 X 射線(xiàn)系列檢測(cè)設(shè)備、原子力顯微鏡、光刻套刻精度測(cè)量設(shè)備、明暗場(chǎng)檢測(cè)和多電子束檢測(cè)設(shè)備等。部分量檢測(cè)設(shè)備能夠滿(mǎn)足先進(jìn)制程的國(guó)產(chǎn)化需求。

半導(dǎo)體裝備是集成電路芯片創(chuàng)新的基石，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)且每一代技術(shù)都依賴(lài)于相應(yīng)的工藝和設(shè)備，工藝技術(shù)的進(jìn)步對(duì)設(shè)備提出了無(wú)止境的要求。先進(jìn)封裝在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)了越來(lái)越重要的地位。隨著制程技術(shù)的發(fā)展，從 3 納米到 1 納米甚至更小的尺寸，傳統(tǒng)光刻技術(shù)的局限性逐漸顯現(xiàn)。量子效應(yīng)的顯著增強(qiáng)使得進(jìn)一步縮小制程變得極其困難。因此，先進(jìn)封裝技術(shù)成為延續(xù)摩爾定律、推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵手段。

03 先進(jìn)封裝行業(yè)分析

半導(dǎo)體封裝可以根據(jù)封裝級(jí)別分為三個(gè)主要層次：芯片級(jí)封裝、板級(jí)封裝和系統(tǒng)級(jí)封裝。芯片級(jí)封裝主要關(guān)注芯片的保護(hù)、電氣連接和散熱。隨著技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)封裝技術(shù)逐漸成為后摩爾時(shí)代集成電路的重要發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在芯片小型化和高密度化方面。

先進(jìn)封裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)⒉煌δ堋⒉煌瞥痰男酒M(jìn)行系統(tǒng)級(jí)整合。這不僅提高了芯片的集成度，還縮短了研發(fā)周期、降低了總體成本。例如，通過(guò) 2D、2.5D 和 3D 封裝技術(shù)，可以將邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片集成在一起，從而提高芯片互聯(lián)密度，降低功耗。

回顧半導(dǎo)體封裝的五個(gè)發(fā)展階段：70 年代之前的通孔封裝（如 TO 封裝）、80 年代的表面貼裝封裝（如 SOP、QFP）、90 年代的球柵陣列封裝（BGA）、2000 年之后的多芯片組裝（如 SIP、FC、Bumping、TSV）以及 2010 年之后的立體結(jié)構(gòu)封裝（如 2.5D、3D 封裝）。隨著人工智能和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，芯片尺寸越來(lái)越大，封裝技術(shù)也在向更高 I/O 的密度方向發(fā)展。

關(guān)鍵技術(shù)包括 TSV（硅通孔）、TGV（玻璃通孔）、玻璃基板等。TSV 技術(shù)最早由日本公司在上世紀(jì) 70、80 年代發(fā)明，但在臺(tái)積電和英特爾的推動(dòng)下逐漸成熟。玻璃基板技術(shù)則成為未來(lái)封裝的一個(gè)重要方向，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)更高的面積利用率和更低的制造成本。

先進(jìn)封裝市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)，尤其是在人工智能和高性能計(jì)算領(lǐng)域。例如，英偉達(dá)的 H100 芯片中，封裝成本占總成本的 27%，而如果扣除 HBM 內(nèi)存，封裝成本占比高達(dá) 82%。這表明封裝環(huán)節(jié)在高端芯片制造中的重要性不斷提升。

面板級(jí)封裝（PLP）成為未來(lái)的一個(gè)重要趨勢(shì)。與傳統(tǒng)的晶圓級(jí)封裝相比，面板級(jí)封裝可以在更大的尺寸上實(shí)現(xiàn)更高的面積利用率，從而降低成本。例如，515mm × 510mm 的面板級(jí)封裝被認(rèn)為是未來(lái)主流，其面積利用率可達(dá) 95%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)晶圓級(jí)封裝的 80%。

臺(tái)積電、英特爾等企業(yè)在先進(jìn)封裝領(lǐng)域投入巨大。英特爾在 2023 年宣布在玻璃基板封裝技術(shù)方面取得重大突破，并預(yù)計(jì) 2026 年投入量產(chǎn)，此外三星等企業(yè)也在積極布局面板級(jí)封裝技術(shù)。

盡管先進(jìn)封裝技術(shù)帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)，但也面臨一些挑戰(zhàn)，如設(shè)備供應(yīng)、工藝成熟度和供應(yīng)鏈穩(wěn)定性等問(wèn)題。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增加，先進(jìn)封裝技術(shù)有望在未來(lái)幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的突破。

隨著數(shù)據(jù)中心尤其是 AI 數(shù)據(jù)中心（AI DC）的興起，互聯(lián)方案的重要性日益凸顯。目前，通過(guò)共封裝光學(xué)（Co-Packaged Optics, CPO）技術(shù)，下一代光模塊的傳輸帶寬有望達(dá)到 4.8T。AI 數(shù)據(jù)中心中的光模塊技術(shù)也在不斷進(jìn)步，從 400G 到 800G，甚至 1.6T 的光模塊正在被研發(fā)。未來(lái)一兩年內(nèi)，數(shù)據(jù)中心的帶寬需求將從 1.6T 向 3.2T 甚至更高發(fā)展。CPO 在高端數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用趨勢(shì)表明，未來(lái) CPO 可能會(huì)取代傳統(tǒng)光模塊的主流地位。CPO 市場(chǎng)的規(guī)模預(yù)計(jì)將從 2025 年的 9500 萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2035 年的 12 億美元。

隨著算力芯片的功率快速增長(zhǎng)，熱管理成為了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。芯片的散熱效率至關(guān)重要，而金剛石等化合物半導(dǎo)體被認(rèn)為是散熱效率最高的材料，國(guó)際頭部企業(yè)大算力芯片通過(guò)近芯片冷卻實(shí)現(xiàn) kW 級(jí)散熱。封裝市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)得益于消費(fèi)電子、人工智能、5G 等市場(chǎng)需求的推動(dòng)。預(yù)計(jì)在高帶寬需求下，先進(jìn)封裝市場(chǎng)將從 2023 年的 378 億美元增長(zhǎng)到 2029 年的 700 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 11%。到 2026 年，先進(jìn)封裝的市場(chǎng)占比有望突破整個(gè)市場(chǎng)的 50%。

國(guó)內(nèi)封裝產(chǎn)業(yè)在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的發(fā)展迅速。例如，通富微電、長(zhǎng)電科技等企業(yè)在先進(jìn)封裝領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，盛合晶微等企業(yè)在先進(jìn)封裝領(lǐng)域表現(xiàn)出色。國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)積極擴(kuò)產(chǎn)，包括中芯國(guó)際、華天科技等企業(yè)都在布局先進(jìn)封裝項(xiàng)目，廈門(mén)云天半導(dǎo)體等企業(yè)也在探索先進(jìn)封裝技術(shù)的應(yīng)用。

先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)包括高速、高頻、三維、超細(xì)間距互連等方向。先進(jìn)封裝技術(shù)將從中道封裝向前道封裝延伸，后摩爾時(shí)代，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展會(huì)把先進(jìn)封裝推向極致，今后一段時(shí)間是先進(jìn)新質(zhì)封測(cè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)期。

國(guó)內(nèi)封裝產(chǎn)業(yè)面臨三大挑戰(zhàn)：

a、傳統(tǒng)封裝和大部分先進(jìn)封裝產(chǎn)能過(guò)剩：市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，導(dǎo)致企業(yè)利潤(rùn)空間受到擠壓。

b、整體技術(shù)落后于美國(guó)：先進(jìn)封裝技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展，新質(zhì)新興封裝技術(shù)的產(chǎn)能不足。

c、技術(shù)研發(fā)投資巨大：先進(jìn)封裝技術(shù)從中端向前端發(fā)展需要巨大的研發(fā)投入，需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同創(chuàng)新。

國(guó)際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，通過(guò)封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能超越成為必由之路。中國(guó)需要探索適合自身發(fā)展的解決方案，以應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力。

問(wèn)答

Q1：先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)挑戰(zhàn)以及國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)的機(jī)遇有哪些？

A：目前國(guó)內(nèi)在 2.5D 先進(jìn)封裝領(lǐng)域做得最好的是盛合晶微。由于美國(guó)制裁，國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)法再依賴(lài)臺(tái)積電等國(guó)際大廠，因此國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)迎來(lái)了更多機(jī)會(huì)。盛合晶微目前主要為國(guó)內(nèi)的 AI 和算力芯片提供封裝服務(wù)。未來(lái)封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是向面板級(jí)封裝（Panel Level Packaging, PLP）和玻璃基板技術(shù)方向發(fā)展，這一趨勢(shì)不會(huì)改變。

TSV 技術(shù)是先進(jìn)封裝的基礎(chǔ)，目前正朝著超高密度和高深寬比的方向發(fā)展。3D IC 和 HBM 技術(shù)將進(jìn)一步推動(dòng) TSV 技術(shù)的進(jìn)步。然而，玻璃基板技術(shù)雖然具有成本低、效率高的優(yōu)勢(shì)，但仍面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)：

1、尺寸和可靠性問(wèn)題：玻璃基板在大尺寸管控和可靠性方面仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

2、TGV（玻璃通孔）需要解決：高深寬比，TGV 黏粘層及種子層制備、電鍍填充等問(wèn)題。

3、玻璃的隱裂：玻璃在打孔（例如激光誘導(dǎo)）、金屬電鍍后、熱處理后和減薄后容易產(chǎn)生微裂紋，這些裂紋可能導(dǎo)致芯片缺陷。檢測(cè)和控制這些微裂紋是技術(shù)難點(diǎn)之一。

4、TGV 孔內(nèi)鍍銅膜的厚度會(huì)影響可靠性，應(yīng)力隨著銅環(huán)厚度的增加而增大，退火速率也會(huì)影響銅膜的性能。

盡管?chē)?guó)內(nèi)封裝企業(yè)在傳統(tǒng)封裝領(lǐng)域處于第一梯隊(duì)，但在先進(jìn)封裝領(lǐng)域仍有提升空間。國(guó)內(nèi)企業(yè)如大族半導(dǎo)體等正在積極探索先進(jìn)封裝技術(shù)，利用激光誘導(dǎo)蝕刻快速成型技術(shù)制造玻璃通孔。國(guó)內(nèi)企業(yè)在先進(jìn)封裝領(lǐng)域仍有機(jī)會(huì)，但最終的市場(chǎng)格局尚未確定。市場(chǎng)足夠大，誰(shuí)能提供滿(mǎn)足客戶(hù)需求的優(yōu)質(zhì)方案，誰(shuí)就能在市場(chǎng)中占據(jù)一席之地。

英特爾、三星和臺(tái)積電等國(guó)際大廠都在積極投入資源研發(fā)面板級(jí)封裝和玻璃基板技術(shù)。雖然這些技術(shù)的成熟和應(yīng)用需要時(shí)間，但趨勢(shì)已經(jīng)明確。國(guó)內(nèi)企業(yè)需要抓住機(jī)遇，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，提升在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。

1、國(guó)產(chǎn)替代：隨著美國(guó)技術(shù)封鎖的加劇，中國(guó)企業(yè)將不得不依靠自身力量實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。這為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供了巨大的市場(chǎng)空間。

2、零部件國(guó)產(chǎn)化：美國(guó)可能會(huì)進(jìn)一步限制關(guān)鍵零部件的出口，這將促使中國(guó)企業(yè)加大對(duì)零部件的研發(fā)和生產(chǎn)投入。

3、市場(chǎng)需求增長(zhǎng)：隨著 AI 和高性能計(jì)算的快速發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體芯片的需求將持續(xù)增長(zhǎng)，尤其是在數(shù)據(jù)中心和汽車(chē)電子領(lǐng)域。

盡管市場(chǎng)前景廣闊，但企業(yè)仍需面對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，碳化硅（SiC）領(lǐng)域雖然產(chǎn)能過(guò)剩，但高端產(chǎn)能仍然不足。中國(guó)企業(yè)需要在技術(shù)上不斷進(jìn)步，以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。