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封力：CoWoS 研究框架

不见利就追

公社达人

2023-07-24 08:05:06

本文来自中邮证券研究所2023年7月22日发布的报告《从存力到封力：CoWoS 研究框架》

摩尔定律放缓，芯片特征尺寸已接近物理极限，先进封装成为提升芯片性能，延续摩尔定律的重要途径。先进封装是指处于前沿的封装形式和技术，通过优化连接、在同一个封装内集成不同材料、线宽的半导体集成电路和器件等方式，提升集成电路的连接密度和集成度。目前，带有倒装芯片（FC）结构的封装、晶圆级封装（WLP）、系统级封装（SiP）、2.5D 封装、3D 封装等均被认为属于先进封装范畴。

先进封装增速高于整体封装，2.5D/3D封装增速居先进封装之首。根据Yole，2021年，先进封装市场规模约375亿美元，占整体封装市场规模的44%，预计到2027年将提升至占比53%，约650亿美元，CAGR_21-27为9.6%，高于整体封装市场规模CAGR_21-276.3%。先进封装中的2.5D/3D封装多应用于(x)PU, ASIC, FPGA, 3D NAND, HBM, CIS等，受数据中心、高性能计算、自动驾驶等应用的驱动，2.5D/3D封装市场收入规模CAGR_21-27高达14%，在先进封装多个细分领域中位列第一。

先进封装处于晶圆制造与封测制程中的交叉区域，涉及IDM、晶圆代工、封测厂商，市场格局较为集中，前6大厂商份额合计超过80%。全球主要的6家厂商，包括2家IDM厂商(英特尔、三星)，一家代工厂商(台积电)，以及全球排名前三的封测厂商(日月光、Amkor、JCET)，合计处理了超过80%的先进封装晶圆。

CoWoS（Chip On Wafer On Substrate）是台积电的一种2.5D先进封装技术，由CoW和oS组合而来，根据不同中介层（interposer）分为CoWoS-S/R/L三种类型。其中CoWoS-S最为经典应用最广，采用硅作为中介层。CoWoS-R基于InFO技术，利用RDL中介层互连各chiplets。CoWoS-L结合了CoWoS-S和InFO技术的优点，使用内插器与LSI（本地硅互连）芯片进行芯片间互连，同时用于电源和信号传输的RDL层提供灵活集成。

超越摩尔（More than Moore，下文简称MtM）提速，制造设备为关键。采用全新结构的3D集成是推动半导体行业发展的重要技术，诸如存储器、逻辑器件、传感器和处理器等不同类型的器件和软件的复杂集成，以及新材料和先进的芯片堆叠技术，都需要基于3D集成技术。

晶圆级封装键合技术为实现3D集成的有力抓手。3D集成技术存在晶圆级对准精度、键合完整性、晶圆减薄与均匀性控制以及层内（层间）互联这4项挑战，随着摩尔定律逼近材料与器件的物理极限，源于微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）制造技术的晶圆级封装键合技术逐渐进入集成电路制造领域，成为实现存储器、逻辑器件、射频器件等部件的三维堆叠同质/异质集成，进而提升器件性能和功能，降低系统功耗、尺寸与制造成本的重要技术途径。其中熔融与混合键合使得芯片在性能上能够实现相当于更低工艺节点性能，同时扫除晶圆键合走向CMOS互联工艺的最大障碍。

光刻设备是超越摩尔变革的支柱，键合设备则推动先进封装的发展。就设备而言，晶圆级封装键合设备和光刻设备因超越摩尔（MtM）提速愈发关键。MtM市场涵盖MEMS、CMOS图像传感器（CIS）、电源和射频（RF）以及先进封装（AP）等，MtM设备包括晶圆对晶圆（Wafer-to-Wafer，W2W）永久键合、光刻、临时键合和解键合设备。Yole测算2020年全球这三类MtM设备总规模为13.8亿美元，预计到2026年将超过24亿美元，CAGR2020-2026为10%，主要是由光刻设备驱动，其次为W2W永久键合。目前发达国家晶圆键合设备市场已比较成熟，国际一流晶圆键合设备厂商主要包括奥地利EVG公司与德国SUSS MicroTec公司等，而我国市场仍处成长阶段。随着3D集成技术的发展，在企业不断加大资金投入的基础上，晶圆键合系列设备市场将迎来井喷式发展，建议关注拓荆科技（混合键合），芯源微（临时键合和解键合）。

建议关注：

晶圆代工：中芯国际

封装设备：拓荆科技，芯源微

封装材料：华海诚科，联瑞新材，德邦科技

封装：江波龙，深科技，长电科技，通富微电，晶方科技，甬矽电子，华天科技

风险提示：下游需求不及预期；行业景气度复苏不及预期；公司技术与产品迭代进展不及预期等。

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