得益于高性能計算芯片以及消費電子產(chǎn)品需求的快速增強，全球主要半導(dǎo)體制造廠商不斷擴大先進封裝產(chǎn)能，帶動先進封裝設(shè)備市場也進入高速成長階段。集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示，先進封裝設(shè)備銷售額預(yù)計在2024年增長10％以上，2025年有望超過20％。與此同時，隨著先進封裝技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)設(shè)備的創(chuàng)新迭代也在加速，創(chuàng)造出更多新的市場機遇。大廠熱情不減，全球迎先進封裝擴產(chǎn)潮近年來，在AI浪潮的推動下，高性能HPC等對芯片需求持續(xù)高漲，加之智能手機、AI PC、HBM等的需要不斷增加，均推動了先進封裝的發(fā)展。目前，全球各地均迎來一波新建先進封裝產(chǎn)能的潮流。最新消息顯示，臺積電收購群創(chuàng)南科廠，將投資建設(shè)CoWoS產(chǎn)能，預(yù)計明年4月開始交機、最快下半年即可投產(chǎn)。此外，臺積電還在中國臺灣地區(qū)的竹南、臺中、嘉義等臺增建先進封裝產(chǎn)能。美光雖在與臺積電競購群創(chuàng)南科廠中失利，但擴增先進封裝產(chǎn)能的計劃不變，近日又有消息傳出將購買友達的兩座廠房，交易預(yù)計年底完成，明年下半年開始投產(chǎn)。前不久，SK海力士也與美國商務(wù)部簽署初步備忘錄，將在美國印第安納州投資一座先進封裝廠，并有望獲得最高4.5億美元的直接補助和最高5億美元的貸款。今年4月，SK海力士便曾宣布將投資38.7億美元在印第安納州建設(shè)先進封裝廠。此外，英特爾在美國新墨西哥州、馬來西亞居林和檳城，三星在韓國，日月光在中國臺灣地區(qū)均有新增先進封裝產(chǎn)能的計劃傳出。中國大陸對先進封裝項目的投建也是熱情不減，包括華天科技先進封測項目、通富微電先進封裝項目、長電微電子晶圓級微系統(tǒng)集成高端制造項目、松山湖佰維存儲晶圓級封測項目等。根據(jù)市場研究機構(gòu)Yole Group預(yù)測，先進封裝在整體封裝市場中的比例將于2025年超過非先進封裝、達到51.03％，2023-2029年先進封裝市場的復(fù)合年增長率將達到11%，市場規(guī)模將擴大至695億美元。而先進封裝產(chǎn)能的擴張直接帶動了先進封裝設(shè)備市場的增長。與傳統(tǒng)封裝技術(shù)不同，隨著科技進步，封裝技術(shù)已從單一芯片封裝進化為可將復(fù)數(shù)芯片整合為更高密度、更高效能的先進封裝技術(shù)。很多工藝與前段制程密切銜接，如硅通孔（TSV）、重布線（RDL）等，所需設(shè)備也有了巨大變化和發(fā)展，包括涂膠設(shè)備、刻蝕機、光刻機、PVD、CVD、晶圓鍵合設(shè)備、檢測設(shè)備等。設(shè)備迭代加速：更高精度、效率和可靠性隨著先進封裝技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)設(shè)備也在不斷演進。先進封裝設(shè)備在精度、速度、功能復(fù)雜性、材料適應(yīng)性以及自動化程度等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)封裝設(shè)備。以TSV技術(shù)為例，TSV是一種在硅基板上垂直穿透通孔，實現(xiàn)芯片間三維互聯(lián)的工藝技術(shù)。TSV工藝設(shè)備涉及多個關(guān)鍵步驟，包括通孔刻蝕、絕緣層/阻擋層/種子層沉積、通孔內(nèi)導(dǎo)電物質(zhì)填充、晶圓減薄以及晶圓鍵合等，其中涉及深孔刻蝕設(shè)備，PVD、CVD設(shè)備，電鍍設(shè)備，晶圓減薄設(shè)備，晶圓鍵合設(shè)備等。深孔刻蝕設(shè)備用于在硅基板上形成垂直穿透的通孔，是TSV的主要工藝設(shè)備之一。應(yīng)用材料和泛林半導(dǎo)體等國外廠商，在設(shè)備的刻蝕精度、穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。近年來，國內(nèi)企業(yè)在深硅刻蝕設(shè)備領(lǐng)域也取得了顯著進展。例如，中微半導(dǎo)體和北方微電子等公司研制的深硅等離子刻蝕機已經(jīng)能夠投入硅通孔刻蝕的研發(fā)及量產(chǎn)中。其中，北方微電子的DSE200系列刻蝕機能夠?qū)崿F(xiàn)高達50:1的硅高深寬比刻蝕，并具備優(yōu)良的側(cè)壁形貌控制和刻蝕選擇比。TSV工藝要求晶圓減薄至50μm甚至更薄，以便使硅孔底部的銅暴露出來為下一步的互連做準備。因此，晶圓減薄設(shè)備需要具備高精度、高穩(wěn)定性和低損傷等特點。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，晶圓減薄設(shè)備在精度、效率和穩(wěn)定性方面不斷提升。國內(nèi)外多家廠商都在積極研發(fā)更加先進的晶圓減薄設(shè)備以滿足市場需求。
PVD技術(shù)通過真空蒸發(fā)、濺射或弧放電等方式將金屬、合金或陶瓷等材料沉積在基板表面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，PVD設(shè)備逐漸向著多功能、高速、高效的集成系統(tǒng)方向發(fā)展。例如，一些先進的PVD設(shè)備能夠調(diào)節(jié)膜的成分，并采用多種不同的沉積技術(shù)，實現(xiàn)成膜過程的全自動化。CVD技術(shù)通過化學(xué)反應(yīng)在基板表面或內(nèi)部形成薄膜。目前，CVD技術(shù)已廣泛應(yīng)用于微電子器件、光學(xué)器件等領(lǐng)域。PECVD作為CVD技術(shù)的一種重要形式，能夠在低壓下使用電子和離子等活性物質(zhì)催化產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成高質(zhì)量的薄膜。隨著技術(shù)的進步，PECVD設(shè)備在薄膜質(zhì)量、制備效率和生產(chǎn)成本等方面不斷優(yōu)化。RDL技術(shù)通過在芯片上增加額外的布線層，以提高封裝的性能和可靠性，同樣是先進封裝的關(guān)鍵技術(shù)之一，關(guān)鍵步驟包括電介質(zhì)沉積、濕法或干法蝕刻、阻擋層和籽晶層沉積以及鍍銅等，設(shè)備方面涉及到涂膠機、光刻機、刻蝕機、濺射臺、電鍍設(shè)備等。隨著RDL工藝對精度、效率和可靠性的提高，這些設(shè)備也在不斷創(chuàng)新迭代。比如涂膠機用于在芯片表面涂覆光刻膠，以定義出RDL圖形的輪廓。近年來，涂膠機在涂覆均勻性、穩(wěn)定性和效率方面取得了顯著進步。新一代的涂膠機采用了先進的旋涂技術(shù)，能夠在高轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)精準的光刻膠涂覆，確保涂層的厚度和均勻性達到最優(yōu)。在RDL工藝中，光刻機同樣是核心設(shè)備，用于將RDL圖形從掩膜轉(zhuǎn)移到涂有光刻膠的芯片表面。隨著技術(shù)的不斷進步，封裝用光刻機的分辨率和精度也在持續(xù)提升。刻蝕機在RDL工藝中用于去除晶圓表面未被光刻膠保護的部分，形成所需的電路圖案。隨著芯片尺寸的不斷縮小，刻蝕機的精度和均勻性要求也越來越高。最新一代的刻蝕機采用了先進的等離子體刻蝕技術(shù)，能夠在保持高刻蝕速率的同時，實現(xiàn)更好的刻蝕輪廓控制和更小的刻蝕損傷。此外，為了應(yīng)對3D封裝和異質(zhì)集成等新興技術(shù)的挑戰(zhàn)，刻蝕機還在不斷研發(fā)新的刻蝕工藝和材料。濺射臺在RDL工藝中用于在晶圓表面沉積金屬層，以形成導(dǎo)電通路。隨著薄膜沉積技術(shù)的不斷發(fā)展，濺射臺在沉積速率、薄膜均勻性和質(zhì)量控制方面取得了顯著進步。最新一代的濺射臺采用了高能脈沖濺射技術(shù)，能夠在提高沉積速率的同時，改善薄膜的致密性和附著力。此外，為了應(yīng)對高集成度芯片的需求，濺射臺還在不斷研發(fā)新的靶材和沉積工藝。來源：集微網(wǎng)

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