本报告导读:跟随 AI 大算力,先进封装被时代赋予重大使命,成为摩尔定律的“破壁人”。通过梳理先进封装带来的边际变化,以期寻求产业链上的制造、设备、材料机会。
投资要点:投资建议。先进封装是大算力时代崛起的必经之路,是其突破“存储墙”“面积墙”“功耗墙”和“功能墙”的关键路径之一。供应链受益环节主要在代工厂、封测厂、先进封装及测试设备及材料领域,维持半导体行业“增持”评级。推荐中芯国际(688981.SH)、华虹半导体(1347.HK)、通富微电(002156.SZ)、长电科技(600584.SH)、华天科技(002185.SZ)、甬矽电子(688362.SH)、晶方科技(603005.SH)、华峰测控( 688200.SH )、 伟 测 科 技 ( 688372.SH )、 光 力 科 技(300480.SZ)、拓荆科技(688072.SH)、赛腾股份(603283.SH)、芯碁微装(688630.SH)、芯源微(688037.SH)、盛美上海(688082.SH)、中微公司(688012.SH)、安集科技(688019.SH)、鼎龙股份(300054.SZ)等。
先进封装助力“超越摩尔”,聚焦 2.5D/3D 封装,HBM 快速迭代打破“存储墙”。根据 Yole,2028 年,先进封装市场规模将达到 786 亿美元,占总封装市场的 58%。其中,在人工智能、5G 通信和高性能计算等产业的推动下,2.5D/3D 封装成为行业黑马,预计到 2028 年,将一跃成为第二大先进封装形式。台积电先进封装主要基于 3D Fabric 技术平台,包括基于前端的 SoIC 技术、基于后端的 CoWoS 和 InFO 技术。三星先进异构封装,提供从 HBM 到 2.5D/3D 的交钥匙解决方案,包括了 2.5D i-Cube 和 3D X-Cube。Intel 2.5D/3D 封装则主要通过 EMIB和 Foveros 两个技术方案实现。台积电 COWOS 封装已经成为当前高性能计算的主流路线,持续供不应求,预计到 2024 年底,台积电CoWoS 封装月产能有望达到 3.6-4 万片。HBM 作为实现“近存计算”的必经之路,也成为海力士、三星、美光三大存储厂必争之地,而如何实现极薄尺寸、极小间距下 wafer 的堆叠与连接是 HBM 公司核心竞争力。
聚焦先进封装,关注设备及材料新机会。从工艺路线角度,COWOS带来设备的主要变动包括:基于晶圆减薄要求及数量提升的研磨切割+CMP 减薄设备、基于精准度、洁净度提升的固晶机、热压键合设备。
HBM 带来的设备变动则是从热压键合向混合键合的发展。材料端,包括 CMP 步骤提升带动下的相关耗材(抛光液、抛光垫等)、先进封装需求提升的电镀液等功能性湿电子化学品、基于高集成、高功耗、轻薄化下的散热、应力释放需求底部填充胶、TIM 热界面材料等。
目录
1. 先进封装:大算力崛起,后摩尔时代的破壁者 .......... 4
1.1. 先进封装打破集成电路限制,迈向高密度、高集成、低功耗 .......... 4
1.2. 2028 年先进封装预计市场占据 58%封装市场,2.5D/3D 渗透速率亮眼 6
1.3. OSAT、Fab、IDM 齐发力,CR3 占据 50%以上市场 .......... 7
2. 先进封装基石:二维、三维高集成,Bump、RDL 、TSV 三重心 .......... 8
2.1. 核心技术一:Bumping 为先机封装的基石.......... 9
2.2. 核心技术二:RDL 重定义二维集成 .......... 10
2.3. 核心技术三:TSV 技术是三维堆叠的利刃 .......... 14
2.4. 下一代封装技术:混合键合掀起浪潮 .......... 17
3. 先进封装模式梳理:2.5D/3D 封装引领浪潮,HBM 打破“存储墙” .......... 19
3.1. 台积电、三星、英特尔面向未来的 2.5D/3D 封装 .......... 19
3.1.1. 台积电先进封装引领行业风潮,3D Fabric 平台助力多维发展
20
3.1.1.1. 台积电 SoIC 技术走在键合最前沿 .......... 21
3.1.1.2. 台积电 CoWoS 技术引领 2.5D/3D 封装浪潮 .......... 24
3.1.1.3. 台积电 InFO 技术为移动通讯的标杆 .......... 28
3.1.2. 三星先进异构封装,提供从 HBM 到 2.5D/3D 的交钥匙解决方案 29
3.1.3. Intel 先进封装方案兼具性价比及可拓展性 .......... 32
3.2. 海力士、三星、美光 HBM 打破“存储墙” .......... 35
3.2.1. 高性能计算要求高带宽低功耗,HBM 应运而生 .......... 35
3.2.2. 小体积、高传输,HBM 封装核心在晶圆堆叠 .......... 40
3.2.3. HBM 对测试提出更严苛要求 .......... 46
4. 设备机会梳理:先进封装卖铲人,国产破局正当时 .......... 47
4.1. DISCO 回顾:“切磨抛”护城河高筑,进军先进封装打开市场空间
51
4.2. BESI 回顾:固晶机龙头,混合键合势如破竹 .......... 55
4.3. HANMI:深度绑定海力士,热压键合增长迅速 .......... 60
4.4. 国内厂家抢占先进封装赛道,国产替代有望突破 .......... 61
5. 材料机会梳理:封装材料率先国产化突破,散热需求带来新成长 .......... 63
5.1. CMP 材料随减薄需求上量,电镀液国产替代正当时 .......... 65
5.2. 先进封装胶材大有可为,热界面材料大势所趋 .......... 68
6. 投资建议 .......... 72
6.1. 晶圆代工及封测厂 .......... 72
6.2. 先进封装设备及材料 .......... 73
7. 风险提示 .......... 76

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