佳能和ULVAC（愛(ài)發(fā)科）等日本半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)等已開(kāi)始開(kāi)發(fā)面向?qū)儆谥圃旃ば蜃詈箅A段作業(yè)的“后工序”的新產(chǎn)品和技術(shù)。隨著人工智能（AI）等的進(jìn)步，力爭(zhēng)應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體的新生產(chǎn)工序，提升品質(zhì)。對(duì)于后工序，臺(tái)積電（TSMC）等半導(dǎo)體大型企業(yè)認(rèn)為將影響競(jìng)爭(zhēng)力，正投去熱烈目光，日本企業(yè)將加快開(kāi)發(fā)。

被稱(chēng)為半導(dǎo)體后工序的制造環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)切割已形成電路的芯片，連接供電裝置，以樹(shù)脂包裹后進(jìn)行檢測(cè)等。與在半導(dǎo)體的基板上形成微細(xì)電路、提高性能的“前工序”相比，此前后工序是附加值相對(duì)較低的領(lǐng)域，但目前半導(dǎo)體大型企業(yè)相繼推進(jìn)研發(fā)和相關(guān)投資。這是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)和AI等邁向高功能化，僅憑前工序的技術(shù)改良日趨難以應(yīng)對(duì)。

布線(xiàn)邁向高密度

佳能的優(yōu)勢(shì)是面向前工序的光刻設(shè)備，把相關(guān)技術(shù)充分應(yīng)用于后工序。計(jì)劃2023年1月上旬推出面向后工序的光刻設(shè)備的新產(chǎn)品。新產(chǎn)品能使連接芯片的布線(xiàn)形成高密度，使之細(xì)密地相互連接，即使是小型半導(dǎo)體，也能具備較高的功率效率和計(jì)算能力。

設(shè)備廠(chǎng)商ULVAC（愛(ài)發(fā)科）提高了清除產(chǎn)生量隨著以樹(shù)脂包裹的工序變得復(fù)雜而增加的小型垃圾的設(shè)備的性能。在芯片周?chē)黾游⒓?xì)布線(xiàn)的作業(yè)的過(guò)程中，雜質(zhì)容易產(chǎn)生。ULVAC將以自主技術(shù)清除，防止半導(dǎo)體性能下降。

日本的測(cè)試設(shè)備企業(yè)愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試（ADVANTEST）的優(yōu)勢(shì)是，高效檢測(cè)高密度芯片的設(shè)備。愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試參加了臺(tái)積電10月發(fā)布的技術(shù)合作框架。能高速檢測(cè)復(fù)雜的芯片，發(fā)現(xiàn)殘次品。在原材料廠(chǎng)商中，住友電木將開(kāi)發(fā)支持后工序的新制造方法的樹(shù)脂材料，向客戶(hù)企業(yè)推銷(xiāo)。

“與日本的材料和設(shè)備企業(yè)的合作是不可或缺的”，臺(tái)積電建立的“3DIC研發(fā)中心（茨城縣筑波市）”的主管江本裕在12月的半導(dǎo)體展會(huì)上如此強(qiáng)調(diào)。自12月啟動(dòng)試制的該中心將研發(fā)后工序技術(shù)。

此前拉動(dòng)半導(dǎo)體性能提高的是前工序的技術(shù)，但半導(dǎo)體的運(yùn)算能力和功率效率等的提高日趨跟不上需求。競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)不再是每顆芯片的性能，而是將多顆芯片連起來(lái)的“封裝”單位的性能。成為關(guān)鍵的是后工序技術(shù)。

要高密度地集成多顆芯片，需要較高的技術(shù)實(shí)力。需要用于將芯片連接起來(lái)的材料、電氣接線(xiàn)的機(jī)制和布線(xiàn)層等的制造。驗(yàn)證復(fù)雜芯片運(yùn)行的設(shè)備也成為必須。

美國(guó)英特爾的首席執(zhí)行官（CEO）帕特·基辛格今年夏季表示，“每個(gè)封裝的晶體管（元件）數(shù)將從現(xiàn)在的約1000億個(gè)增至10年后的1萬(wàn)億個(gè)”，因此“封裝的先進(jìn)技術(shù)不可或缺”。


前道與后道，趨于模糊

然而，隨著先進(jìn)封裝技術(shù)的聲名鵲起，引來(lái)一眾行業(yè)廠(chǎng)商群雄競(jìng)逐。隨著封裝技術(shù)升級(jí)至晶圓級(jí)別，具有工藝積累的Foundry廠(chǎng)商切入封裝業(yè)務(wù)為客戶(hù)提供更完整的解決方案，如臺(tái)積電為鎖定大客戶(hù)訂單，滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)于產(chǎn)品性能升級(jí)需求以及快速交付產(chǎn)品等，也提供先進(jìn)封裝服務(wù)。三星、英特爾等IDM廠(chǎng)商亦有布局。Foundry廠(chǎng)商業(yè)務(wù)的下移造成了先進(jìn)封裝行業(yè)多種模式并存的局面，或?qū)⒔oOSTA廠(chǎng)商帶來(lái)沖擊。

對(duì)此，鄭力表示，與其說(shuō)“沖擊”，也許可以用“良性的刺激”這個(gè)說(shuō)法能更好地表現(xiàn)我們實(shí)際的感受?！暗搅水悩?gòu)集成階段，已經(jīng)不僅僅是由封測(cè)這個(gè)環(huán)節(jié)可以完全承擔(dān)下來(lái)的，也不僅僅是由晶圓制造這個(gè)前道工序可以完全承擔(dān)下來(lái)的。它包括了設(shè)計(jì)、前道的晶圓制造和后道制造，共同形成一個(gè)組合拳來(lái)形成異構(gòu)集成。2.5D/3D封裝以及Chiplet都是這樣的方向，正在要求芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)企業(yè)從以往的“單打獨(dú)斗”，轉(zhuǎn)向資源整合與協(xié)作。

近年來(lái)，前道制造和后道制造，包括設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都在積極地參與到異構(gòu)集成、2.5D/3D封裝的聯(lián)合陣線(xiàn)上來(lái)。將來(lái)可以看到在前道制造里面會(huì)有后道制造的元素在，后道制造中也會(huì)有更多的前道技術(shù)元素。這非常貼切地表述了現(xiàn)在前道、后道之間的緊密結(jié)合的過(guò)程，反映出了產(chǎn)業(yè)協(xié)同向前發(fā)展的必然趨勢(shì)，前道制造在向后走，后道制造也在向前走的時(shí)候，難免中間會(huì)出現(xiàn)共通的領(lǐng)域（比如TSV打孔）。但大的方向毫無(wú)疑問(wèn)是前道制造和后道制造做各自擅長(zhǎng)的事情，最后把它形成芯片成品?！?/span>

可以看到，如今的封裝技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)新時(shí)代，隨著技術(shù)與應(yīng)用需求的演進(jìn)，芯片產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)已不再像過(guò)去那樣涇渭分明。如果封測(cè)廠(chǎng)商希望能在先進(jìn)封裝領(lǐng)域擁有一席之地，需要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，充分發(fā)揮自身技術(shù)積累，同時(shí)拓展技術(shù)能力。

對(duì)后道制造來(lái)講，對(duì)晶圓級(jí)封裝技術(shù)的投入越來(lái)越多。鄭力介紹道，長(zhǎng)電科技在將近20年前已經(jīng)開(kāi)展了晶圓的封裝技術(shù)，進(jìn)行了大量的專(zhuān)利和技術(shù)開(kāi)發(fā)的工作。后道制造一方面是更加專(zhuān)注于把不同的晶圓或者不同的die進(jìn)行高密度的集合，把做好的晶圓更高密度的疊加在一起；另一方面是對(duì)不同的晶圓或chip之間高密度互聯(lián)做進(jìn)一步的工作。

據(jù)悉，長(zhǎng)電科技在去年推出的XDFOI系列扇出型封裝解決方案，就是在晶圓級(jí)封裝技術(shù)上的布局和演進(jìn)，XDFOI是一種以2.5D TSV-less為基本技術(shù)平臺(tái)的封裝技術(shù)，在線(xiàn)寬/線(xiàn)距可達(dá)到2μm/2μm 的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)多層布線(xiàn)層，以及2D/2.5D和3D多種異構(gòu)封裝，能夠提供Chiplet及異構(gòu)封裝的系統(tǒng)封裝解決方案。

此外，在后道制造的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)的元素也將會(huì)越來(lái)越深入。可以看到，國(guó)際頭部的封測(cè)企業(yè)，當(dāng)前在設(shè)計(jì)人員方面的引入，包括在設(shè)計(jì)方面的工作越來(lái)越激進(jìn)，來(lái)配合設(shè)計(jì)公司在后道制造的過(guò)程中如何把復(fù)雜的制造流程和設(shè)計(jì)流程更好地協(xié)同，這也是未來(lái)在后道制造當(dāng)中一個(gè)重要的技術(shù)突破，就是和軟件和設(shè)計(jì)工具充分地結(jié)合。

北京超弦存儲(chǔ)器研究院執(zhí)行副院長(zhǎng)趙超也曾表示：“封測(cè)廠(chǎng)如果希望進(jìn)入先進(jìn)封裝領(lǐng)域，需要學(xué)習(xí)代工企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式，建立強(qiáng)大的技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍，充分了解全行業(yè)對(duì)先進(jìn)封裝技術(shù)的要求，同時(shí)在芯片設(shè)計(jì)階段即開(kāi)始介入，更好的進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化布局”。


后道工序市場(chǎng)將迅速擴(kuò)大

相關(guān)市場(chǎng)已開(kāi)始迅速擴(kuò)大。半導(dǎo)體業(yè)界團(tuán)體SEMI的數(shù)據(jù)顯示，后工序使用的組裝和封裝用設(shè)備2021年比上年增長(zhǎng)87％，測(cè)試用設(shè)備增長(zhǎng)30％。2022～2023年由于半導(dǎo)體市場(chǎng)的停滯，預(yù)計(jì)低于上一年，但到2024年有望再次增加。

在日本，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)尖端半導(dǎo)體量產(chǎn)的新企業(yè)Rapidus的專(zhuān)務(wù)執(zhí)行董事折井靖光強(qiáng)調(diào)，“前工序正受到關(guān)注，但后工序也將如此。將推進(jìn)前工序和后工序的一條龍生產(chǎn)，建立生產(chǎn)線(xiàn)”。

后工序相關(guān)的市場(chǎng)擴(kuò)大也存在阻礙。在后工序領(lǐng)域，很多設(shè)備和材料廠(chǎng)商的規(guī)模不像前工序那樣大。技術(shù)處于黎明期，今后將維持展開(kāi)先行投資的局面。設(shè)備和材料廠(chǎng)商能否跟上半導(dǎo)體廠(chǎng)商的開(kāi)發(fā)速度將成為焦點(diǎn)。


設(shè)備國(guó)產(chǎn)化替代明顯

根據(jù) VLSI 數(shù)據(jù)，2020 年全球營(yíng)收規(guī)模前 15 大半導(dǎo)體設(shè)備商中測(cè)試設(shè)備和封裝設(shè)備 廠(chǎng)商占據(jù)三分之一，其營(yíng)收規(guī)模也較為可觀，包括前道過(guò)程檢測(cè)龍頭科天和日立高新，后 道測(cè)試雙寡頭愛(ài)德萬(wàn)和泰瑞達(dá)，封裝設(shè)備龍頭 ASMPT。

測(cè)試設(shè)備廠(chǎng)商毛利率高，盈利能力也較強(qiáng)。毛利率來(lái)看，科天 2020 年以 57.81%的毛 利率位列第一，要高于排名前四的半導(dǎo)體設(shè)備商；后道測(cè)試的泰瑞達(dá)、愛(ài)德萬(wàn)緊隨其后， 毛利率分別為 57.21%、56.72%；封測(cè)設(shè)備廠(chǎng)商 ASMPT 和前道設(shè)備接近；日立高新主要 因包含其他業(yè)務(wù)不做比較。凈利率方面，泰瑞達(dá)、愛(ài)德萬(wàn)、科天則位于中游，泰瑞達(dá) 2020 年以 25.12%的凈利率居前，科天、愛(ài)德萬(wàn)則比較接近，分別為 20.96%、19.4%。

封測(cè)行業(yè)投資呈現(xiàn)一定程度周期性。封測(cè)行業(yè)營(yíng)收呈現(xiàn)一定程度周期性，2019 以來(lái)隨 半導(dǎo)體景氣度提升而復(fù)蘇，作為半導(dǎo)體加工的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其封測(cè)出片量與半導(dǎo)體 晶圓的出貨量變化趨勢(shì)保持一致，因此受半導(dǎo)體整體周期性的影響，封測(cè)行業(yè)也存在著較 為明顯的周期特性。2018 年后期受半導(dǎo)體整體周期下行影響，封測(cè)行業(yè)增速放緩。2019 年二季度起，隨著半導(dǎo)體景氣度回升，封測(cè)行業(yè)也明顯回暖。后疫情時(shí)期，中國(guó)內(nèi)地半導(dǎo) 體封測(cè)行業(yè)的景氣度回升高于全球平均水平，這一趨勢(shì)預(yù)計(jì)將在未來(lái)兩年持續(xù)。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣周期仍處于上行通道，封測(cè)行業(yè)迎來(lái)資本開(kāi)支大年，設(shè)備商將明顯受 益。截止 3Q21，國(guó)內(nèi)多家封測(cè)大廠(chǎng)已計(jì)劃募集資金進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)，其中長(zhǎng)電科技 2020 年擴(kuò)產(chǎn) 項(xiàng)目募資 50 億元；通富微電 2020 年已定增募資 32.71 億元，擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃總投資 44 億 元，21 年再次擬定增募資 55 億元，華天科技已定增募資 51 億元，用于天水、西安、昆山、 南京四地工廠(chǎng)產(chǎn)能擴(kuò)張；晶方科技定增募資 10.29 億元（擬定增 14 億），用于擴(kuò)產(chǎn) 12 英 寸 TSV 產(chǎn)能。封裝測(cè)試已成為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中最具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的環(huán)節(jié)，行業(yè)景氣度持 續(xù)帶來(lái)封裝測(cè)試設(shè)備強(qiáng)勁市場(chǎng)需求。

中國(guó)大陸的集成電路封測(cè)環(huán)節(jié)發(fā)展成熟度好于晶圓制造環(huán)節(jié)，但封裝設(shè)備與測(cè)試設(shè)備 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。國(guó)內(nèi)缺乏知名的封裝設(shè)備制造廠(chǎng)商，也缺乏 中高端測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商，從前文可看出尤其是封裝設(shè)備的國(guó)產(chǎn)突破還需產(chǎn)業(yè)鏈及政策重點(diǎn) 培育。我們認(rèn)為一方面是產(chǎn)業(yè)政策支持（02 專(zhuān)項(xiàng)）主要集中在晶圓廠(chǎng)、封測(cè)廠(chǎng)、前道設(shè)備， 而封測(cè)設(shè)備覆蓋較少，缺少來(lái)自下游客戶(hù)的驗(yàn)證機(jī)會(huì)；另一方面因貿(mào)易限制，先進(jìn)的前道 設(shè)備是重災(zāi)區(qū)，而對(duì)于封裝測(cè)試進(jìn)口限制較少。我們從中國(guó)大陸的 2021 年半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口 來(lái)看，其中封測(cè)設(shè)備和前中道設(shè)備相似，依然保持較大需求。

短期來(lái)看，封測(cè)廠(chǎng)擴(kuò)產(chǎn)浪潮帶來(lái)國(guó)產(chǎn)化提速機(jī)遇。2020 年以來(lái)，我國(guó)封測(cè)廠(chǎng)產(chǎn)能持續(xù) 擴(kuò)張，國(guó)產(chǎn)替代需求不斷提升，本土半導(dǎo)體設(shè)備廠(chǎng)商直接受益。據(jù)上文測(cè)算，長(zhǎng)電科技、 通富微電、華天科技、晶方科技募投項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化率分別為 12.3%、4.5%、18.6%、34.8%， 擴(kuò)產(chǎn)浪潮帶動(dòng)上游封測(cè)設(shè)備產(chǎn)值不斷擴(kuò)張，同時(shí)，也帶來(lái)了高速增長(zhǎng)的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備需求，為國(guó)產(chǎn)化設(shè)備帶來(lái)了結(jié)構(gòu)性替代的機(jī)會(huì)。在設(shè)備廠(chǎng)積極研發(fā)創(chuàng)新的環(huán)境下，國(guó)產(chǎn)設(shè)備實(shí)力 有望進(jìn)一步提升，從而更好地匹配上游封測(cè)廠(chǎng)要求。

長(zhǎng)期而言，封測(cè)廠(chǎng)對(duì)于供應(yīng)鏈安全、協(xié)同的要求推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化長(zhǎng)足發(fā)展。目前，中芯國(guó) 際等大廠(chǎng)已渡過(guò)良率爬坡階段，后續(xù)將以成熟制程為主，具備封測(cè)設(shè)備替代的能力。如模 擬/混合測(cè)試機(jī)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，華峰測(cè)控與長(zhǎng)川科技的市占率合計(jì)超過(guò) 80%。同時(shí)， 出于對(duì)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈安全、協(xié)同的考慮，國(guó)產(chǎn)設(shè)備低成本、認(rèn)證周期短、本土服務(wù)便利、不 受貿(mào)易摩擦影響等因素的重要性將進(jìn)一步提升，國(guó)產(chǎn)化設(shè)備未來(lái)發(fā)展前景廣闊。