先進封裝高密度互聯推動鍵合技術發展，國產設備持續突破證券分析師：周爾雙證券分析師：李文意晶圓貼合在一起，以輔助半導體制造工藝或者形成具有特定功能的異質復合晶圓。鍵合技術有很）；割為晶粒后，使晶粒貼合到相應的基板架上，再利用引線將晶片的接合焊盤與基板引腳最后用外殼加以保護。2024年我國引線鍵合機進口市場空間約6.18億美元，海外K&S（庫力索法）、ASM為半芯片尺寸，鍵合技術經歷了從最初通過引線框架到倒裝（FC）、熱壓粘合（TCP）、扇出封裝（Fan-out）、混合封裝（HybridBonding）的演變，追求更快的互聯速度。混合鍵合僅需要銅觸點，能夠實現更高密度互聯，工藝難點主要在于光滑度、清潔度和對準精度，先進HBM/NA合鍵合設備需求有望達28億歐元，約200億人民幣。優點直接推動3D堆疊層數提高。在一些先進的封裝應用中，需要將晶圓減薄至10μm以下，晶圓減薄工藝需要引），），）；22 4455 鍵合主要作用為將兩片晶圓進行結合，分類標準多樣）；），數據來源：《 異質集成核心工藝晶圓鍵合綜述》，東吳證券研究所4數據來源：《22 4455 隨著引腳數量的不斷增加以及PCB設計的日趨復雜，通孔插裝技較大，質量較大。芯片面在1:10以下信號傳輸慢信號傳輸快易數據來源：半導體行業觀察，數據來源：半導體行業觀察，東吳證券研究所6利用微電弧使鍵合絲的端頭熔化成球狀，通過送絲壓頭壓焊在引線端子上形成第一鍵合提升移動，在布線板對應的導體布線端子上形成第二鍵合點，完成引聲鍵合法主要應用于鋁絲的引線連接，超聲波能量被鋁絲中的位錯選擇性吸收，使鋁絲在用下可處于塑性變形狀態，鋁蒸鍍膜表面上形成的氧化膜被破壞，露出清潔的金屬表面，便于鍵合熱超聲鍵合法：在超聲鍵合機中引入加熱器鍵合方法熱壓鍵合法超聲鍵合法熱超聲鍵合法適用材料Au,CuAu,Cu,AlAu,Cu鍵合溫度300~500C鍵合壓力無有有優點鍵合強度高;可在同一位置能再次鍵合；工藝簡單，無方向性問題。不需要加熱;對表面潔凈度不十分敏感；金屬間化合物等引發的合金劣化問題小。鍵合溫度和壓力較低;對表面潔凈度不十分敏感;無方向性問題。缺點對表面潔凈度敏感;加熱以及金屬間化合物等可能引發合金劣化。對表面粗糙度敏感;有方向性問題；鋁絲在加工過程中存在加工硬化。工藝控制比熱壓鍵合法復雜適用范圍金絲鍵合;單片式大規模集成電路(LSI、VLSI）鋁絲鍵合(一般添加硅等);需要密封；(鋁絲在濕氣中可能有劣化問題)芯片LSI的內部布線、連接等數據來源：《銅絲鍵合技術研究及市場趨勢綜述》，東吳證券研究所數據來源：《銅絲鍵合技術研究及市場趨勢綜述》，東吳證券研究所7引線鍵合機海外K&S、ASMPT為龍頭，CR2約80%數量占比約為10~15%，約3000-4000臺，單臺價值量約為25萬美元，市場空間約為40-50億元人民幣；金銅線鍵合機數量占比約為85~90%，單臺價值量較低，約為5國公司OE業務，鍵合機本身也屬于焊接，符合K&S的生產文化，2020年之前汽車電子、功率器件，尤其電子市場K&S市占率高達90%，K&S的Ast爭對手，如ASMPT、奧特維等，K&S在逐步減少功率器件IGBT市場的投入，將），m引線鍵合機進口金額（億美元）——yoy864207749657720172018201920202021202220232024120%80%40%0%-40%-80%其他ASMPacific20%ASMPacific20%K&S60%20%數據來源：華經產業研究院，數據來源：華經產業研究院，中國海關，東吳證券研究所822 4455 后摩爾時代下封裝追求更高的傳輸速度、更小的芯片尺寸人工智能、5G等技術在提高芯片速度的同時還需要提升半導體封裝技術，從過去一個封裝外殼內僅包含一個芯片，而如今可采用多芯片封裝（MCP）和系統級封裝（SiP）等技術，在一個封裝外殼內堆疊多個芯片3）小型化：隨著半導體產品逐漸被用數據來源：《先進封裝技術的發展與機遇》，東吳證券研究所數據來源：《先進封裝技術的發展與機遇》，東吳證券研究所10的I/O、更薄的厚度，以承載更多復雜的芯片功精度從5-10/mm2提升到10k+/mm2，精倒裝芯片鍵合（Flip工藝種類錫球/銅柱凸塊銅柱凸塊RDL/銅柱凸塊銅-銅鍵合連接密度5-10I/O接口/mm225-400I/O接口/mm2156-625I/O接口/mm2500+I/O接口/mm21萬-100萬I/O接口/mm2基板有機物/引線框架有機物/引線框架有機物/硅//精度能耗/比特數據來源：數據來源：BESI，東吳證券研究所11凸點間距的400倍。隨著電子器件朝著更問題，使回流焊不再適用。（2）熱壓鍵合40-10μm凸點間距中能夠勝任，但當凸點間距達10μm時，TCB可能數據來源：數據來源：CERN，東吳證券研究所倒裝鍵合取代引線鍵合應用于CPU、GPU與DRAM封裝塊(Bump)進行電信號傳輸,傳輸路徑遠短于引線鍵合，可以帶來更快的計算傳輸能力。因此在倒裝鍵合技術憑借其優越的電氣性能和空間利用率成為主數據來源：芯源微官網，東吳證券研究所數據來源：芯源微官網，東吳證券研究所熱壓鍵合適用于超細間距、高密度互聯封裝（ThermalCompressionBonding）熱距下實現更好的電氣特性，并允許I/O間距繼續縮小，可封裝更薄的芯片，因此多疊層HBM3通常采用TCB。u圖：不同材料TCB鍵合流程示意圖u圖：TCB鍵合能夠避免回流焊流程中出現數據來源：數據來源：SEMIAnalysis，東吳證券研究所14熱壓鍵合市場主要由海外企業壟斷，CR5約88%u圖：2023全球熱壓鍵合市場規模為1.04億元，全球熱壓鍵合機市場規模（億美元）2.5 21.5 0.502.6520232030Eu圖：全球熱壓鍵合市場由海外企業壟斷，CR5約數據來源：數據來源：QYResearch，各公司官網，東吳證券研究所15短距離電氣互連，可在芯片間有望實現更短的互連距離、更高密度、更化（CMP）和表面活化及清洗處理，實現平整潔凈且親水性表面2）兩片晶圓預對準鍵合：兩片晶圓鍵合前進行預對準，并在室溫下緊密貼合后介質SiO2上的懸掛鍵在晶圓間實現橋連，形成SiO2-SiO2間的熔融鍵合，此時，金屬Cu觸點間存在物理接觸或凹陷縫隙（dishing未實現完全的金屬間鍵合3）鍵合后熱退火處理：通過后續熱退火處理促進了晶圓間介質SiO2反應和金屬Cu的互擴散從而形成永久鍵合。數據來源：《異質集成核心工藝晶圓鍵合綜述》，東吳證券研究所數據來源：《異質集成核心工藝晶圓鍵合綜述》，東吳證券研究所16對比AMDW2W混合鍵合芯片與采用熱壓鍵的MI300，混合鍵合芯片在互聯密度于MI300。（1）互連密度較熱壓鍵合技信號傳輸過程中的損耗和干擾3）降低17%的動態功耗，進而提高整體能效4）減少87%的TSV互連面 數據來源：AMD，三星，IEEE，東吳證券研究所17加干凈，但無法執行晶圓分類來選擇已知良好的芯片，這會導致將有缺陷的芯片粘合到良好的數據來源：數據來源：KLA，東吳證券研究所18數據來源：半導體行業觀察，數據來源：半導體行業觀察，東吳證券研究所19存在都非常敏感；l（2）光滑度：HB界面同樣對任何類型的形貌都敏感，這會產生空洞和無效的鍵合。一般認為電介質的表面粗糙度閾值是0.5nm，銅焊盤的表面粗糙度閾顆顆數據來源：半導體行業觀察，數據來源：半導體行業觀察，東吳證券研究所202016年起開始研發混合鍵合技術，并于2018年推出Xtacking技術，此后持續進行技術迭代與升級。2025年，長存儲、Xperi、臺積電三方專利，長江存儲Xtacking專利超過1276件，其中56%涉及3D堆疊工藝（截至2025年2月2）長江存儲方案更成熟，我們預計可以縮短三星V10NAND上市周期18-24個月，大幅緩解三星友商----64層3DNAND實現量產布Xtacking3.0劃-授權三星使用其混合鍵合技術專利生產V10NANDXtackingNAND合合HBM4.4E2026鍵合散熱的特點散熱的特點接觸點、高堆疊高度以及高效散熱的 數據來源：長江存儲，三星，美光，SK海力士，東吳證券研究所21約占芯片面積的20~30%，隨著堆疊層數而Xtacking技術通過將存儲單元和外圍電路分別放在兩片晶圓上速度提升至3.0Gbps2）高存儲密度，通過優化外圍電路的布局，X-tacking技術顯著提高了芯片的存儲密度； 數據來源：長江存儲，JEDEC，東吳證券研究所22從4次增加到超過50次。（2）鍵合技術從倒裝鍵合迭代至混合鍵合+倒裝鍵合，BESI為此開發的8800Ultra混幣。Besi預計混合鍵合工藝將于2025年逐步導入存儲器生產，并在2027年左右應用于手機處理前混合鍵合設備累計需求預計將超過1400套，對應設備價值量約為28億歐元。目前混合鍵合設備的201720192023AMD產品第一代GENEPYC第二代GENEPYC第四代GENEPYC所需固晶步驟49>50固晶技術倒裝倒裝混合鍵合+倒裝Besi設備型號8800FCQuantum8800Ultra設備單價（萬美元）150-250UPH9000-100001500-2000 數據來源：AMD，BESI，東吳證券研究所23泛應用于3DIC、MEMS和先進封裝等領域，也是該設備主要供應商。與此同時，國內混合鍵合設備市場也在逐步崛起。國內拓荊科技、合產品（Dione300）和D2W鍵合表面預處理產品（Pollux其W2W/D2W混合鍵合前表面預處理及鍵合產品均獲得重復訂單。（2）邁為股份則是國內第一家混合鍵合設備做到正負100nm精度的公司，接下來的目u圖：2023年全球混合鍵合設備BESI為龍頭，市占u圖：國產設備商全面布局混合鍵合設備，有望充鍵合設備，性能和產平數據來源：數據來源：YHResearch，各公司官網，東吳證券研究所2422 4455 因此對于超薄晶圓，必須使用外部支撐的方法對其進行保護，便于在超薄晶圓上進行造中的良率、加工精度和封裝精度，由此催生對臨時鍵合/解鍵合工藝的需求。在背面減薄前，采用臨時鍵數據來源：數據來源：3D集成晶圓鍵合裝備現狀及研究進展（王成君等東吳證券研究所26效果2）UV固化臨時鍵合：紫外光透過載片照射到鍵合膠表面發生反應，使載片和器件晶圓鍵合到一起。數據來源：臨時鍵合和解鍵合工藝技術研究（胡曉霞數據來源：臨時鍵合和解鍵合工藝技術研究（胡曉霞），東吳證券研究所27控制系統控制設備運行時序；上下片機構完成晶圓（和載片）的裝/卸載；旋涂工作臺完成在器件晶圓和載片表面臨時鍵合膠的涂覆，臨時鍵合膠的均勻數據來源：數據來源：SUSS官網，東吳證券研究所28合法是通過拉力作用分離載片和器件晶圓，碎片率較高；化學解鍵合法但效率很低，不適合量產；熱滑移解鍵合法是通過高溫軟化粘結劑，之后將器件晶圓與載片分離在界面附近燒蝕幾百納米的響應層而不會對器件晶圓造成影響，在低于10N的脫粘力下就可以去除載板，大大降低了超薄晶圓碎片率，同時能夠將聚焦激光束的焦平面精確控制在響應層界面的區域u主流解鍵合工藝對比數據來源：臨時鍵合技術在晶圓級封裝領域數據來源：臨時鍵合技術在晶圓級封裝領域的研究進展（王方成），東吳證券研究所29控制設備運行時序；上下片機構完成晶圓（或載片）的裝/卸載；翻轉機械手完成晶圓（或載片）在不同工位上的傳輸和翻轉；清洗工作臺對解鍵合后的器件晶圓和載片清洗，去除表面粘結劑，隨一輪臨時鍵合。激光解鍵合工作臺是鍵合設備的核心部分。感的釋放層作為臨時鍵合材料，但清洗殘膠將導致玻璃載板受損。光學解鍵合最大的特點），不再需要昂貴的IR或UV激光器，而是采用高照射強度的閃光燈，通過將光能轉換為熱能，溶解載板和晶圓之間的鍵合膠，從而保證脫膠且無殘留。優點在于高良率、低成本、無殘膠、無需旋涂工藝等。數據來源：臨時鍵合和解鍵合工藝技術研究（胡數據來源：臨時鍵合和解鍵合工藝技術研究（胡曉霞），ERS官網，東吳證券研究所30以7%的CAGR增長到1.76億美元。薄晶圓臨時鍵合廣泛應用于MEMS、先進封裝、CMOS等，u臨時鍵合/解鍵合設備全球市場規模有望達1.76億美元u臨時鍵合/解鍵合設備市場仍主要被海外龍頭占據數據來源：數據來源：YOLEIntelligence，東吳證券研究所3122 4455 BESI：全球領先的半導體固晶機供應商（2）塑封材料：Besi的塑封產品組以Fico品牌開發制造裝飾、成型和單體系統。可靠的系統可以處理各種各（3）電鍍設備：Meco生產和供應適用于電子行業的連續電鍍和引線框清潔系統。數據來源：數據來源：Besi官網，東吳證券研究所33l奧地利的EVGroup（EVG）是為半導體、微機電系統（MEMS）、化合物半導體制造提供大批量生產設備和工藝解決方案的領先供應商。同時，EVG也是先進封裝和納米技術晶圓級鍵合統采用了最先進的晶圓活化技術和高真空處理技術，能夠實現晶圓之間幾乎任何形式的鍵合。數據來源：數據來源：EVG官網，東吳證券研究所34擁有70多年的工程經驗。公司的產品組合涵蓋后相關工藝技術主要包括膠黏鍵合、陽極鍵合、共晶鍵合、玻璃漿料鍵合、混合鍵合、金屬擴散鍵合、固液數據來源：數據來源：SUSS官網，東吳證券研究所35域，從為半導體和電子制造提供晶圓沉積、激光開槽等基礎工藝，到實現精密電子和專為AI/HPC芯片的C2S和C2W鍵合設計，適用于10-50μm間距的高精度連接，已批量交付臺積電等頭部客戶，并支持英特爾D2W工藝；4）混合鍵合機采用無（<10μm）的先進封裝場景，與EVG合作整合前端晶圓準備技術，加工精度達200nm。數據來源：數據來源：ASMPT官網，東吳證券研究所36激光解鍵合設備、全自動熔融/混合鍵合設備等，滿足市場對鍵合設備高精度、高穩定性、可數據來源：邁為股份公告，東吳證券研究所數據來源：邁為股份公告，東吳證券研究所372022年4月6日獲通富微電批量鍵合機訂單，一是實現了奧特維半導體鍵合機業務數量上的突破，公司由小批量供貨實現批量供貨，二是意味著奧特維正式進入通富微電等頭部封測廠的供應體系；2022年12月光半導體（系紹興中芯集成全資子公司）批量IGBT鍵合機訂單。2023模塊鍵合機是一款集多功能、高穩定性的楔形焊鍵合設備，為車規級模塊及工業模塊提供高效、高良率的鍵數據來源：奧特維官網，東吳證券研究所數據來源：奧特維官網，東吳證券研究所38高產能及無缺陷等優勢。公司還推出了用于芯片對晶圓混合鍵合場景下的表面預處理設備Propus，該設備具2023年，公司兩臺WtW鍵合產品和一臺DtW系統確認收入共6800萬元。DtW晶圓鍵合設備研發完成，適用于數據來源：拓荊科技官網，東吳證券研究所數據來源：拓荊科技官網，東吳證券研究所39