CoWoS-L封装技术迭代驱动国产先进封装产业链机遇

  • 来源:国金证券
  • 发布时间:2026/07/23
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非金属建材行业新材料研究:从芯碁微装出发,看好CoWoS_L封测、半导体材料高景气.pdf

研究背景与目的本报告从芯碁微装先进封装直写光刻设备角度出发,研究CoWoS-L封装技术迭代与国产算力高景气度背景下的产业链机遇,梳理先进封装设备、材料及前沿技术方向的核心标的。核心内容CoWoS-L方案有望成为先进封装主流工艺。台积电预估2026年底CoWoS-L占2.5D封装产能50%以上,2027年占比预计达70%。芯碁微装直写光刻设备应用于CoWoS-L中介层曝光,下游客户包含长电、通富、甬矽等国内头部封装厂,全球先进封装直写光刻设备市场规模预计未来几年CAGR达55.1%。国产算力需求端验证高景气:国内头部模型日均Token消耗量呈指数级上升,国产GPU芯片预付款大幅增长。封测行业发生...

CoWoS-L架构成为先进封装扩展的可行方案

前几代CoWoS产品开发出双掩模和四掩模的光刻拼接技术,可将硅互联器的面积扩大到3个完整reticle size,但将CoWoS-S扩展到四倍reticle size或更大,在生产和可靠性方面极具挑战性。CoWoS-L架构被证明是解决CoWoS封装扩展所带来生产问题的可行方案,其创新结构为CoWoS-L带来注入优势,例如无掩模缝合和良率提升。台积电产能预估到2026年年底CoWoS-L占2.5D封装产能的50%以上,2027年占比预计将提高至70%。

CoWoS-L封装由top die、重组插层和基板三部分组成。top die通过细间距微凸块并排粘合在中介层上,中介层承载所有top die以形成片上晶圆(CoW)。中介层的上下两面都包含一个RDL层,分别用于微凸块和C4凸块布线。由模塑化合物包围的TIV提供从基板到顶层芯片的直接垂直路径,插入损耗低。

国产算力需求验证下游高景气度

需求端多项数据反馈国产算力高景气。国内头部模型日均Token消耗量呈现"指数级"上升趋势,以豆包为例,其全系产品日均Token消耗量较初始规模增长达1500倍。国产大模型绑定国产GPU芯片,以寒武纪为例,其预付款同比及环比均实现大幅增长,验证国产GPU订单饱满。

封测行业结构性分化与产能扩张

2025年全球半导体销售额创历史新高。细分领域结构性分化明显,呈现出AI相关需求高速增长、传统应用领域平稳复苏的格局。中国台湾地区头部封测企业因AI相关需求持续旺盛、产能紧张,将消费类封装产能转至AI/HPC等产品。全球最大的半导体封测厂商日月光再度调整封装报价,最高涨幅超过20%,本次涨价涵盖CoWoS、FoCoS等先进封装。

国内主流上市封测企业营收及归母净利同比增速体现行业稼动率回升带来的收入利润改善。对应国产高端GPU需求,先进封装及CoWoS-L扩产成为兵家必争之地,长电科技、通富微电、甬矽电子、汇成股份、盛合晶微等企业均积极推进扩产计划。

先进封装核心材料体系梳理

相较传统封装,先进封装还包括TSV、RDL、凸块制作等工艺,相关新材料包括光刻胶、电镀液、光刻胶剥离液、刻蚀剂、溅射靶材、底部填充、晶圆承载系统等。

环氧塑封料(EMC)属于半导体封装材料里的包封材料,随着先进IC封装技术的不断发展,对EMC材料的综合性能提出越来越高的要求。高性能EMC国产化率较低,随着国内封测向先进封装迭代,环氧塑封料存在产品结构迭代、单位价值量跃升的逻辑,先进封装EMC单价是基础EMC价格的10倍以上。

湿制程电子化学品包括显影液、蚀刻液、剥离液、电镀液等。电镀液由金属离子、酸和添加剂组成,多种添加剂用于增强电镀液和镀层的性能。刻蚀剂应具备较高的刻蚀速率,同时保证制程的均匀性。目前国内能够提供先进制程湿电子化学品厂商较少。

临时键合胶在晶圆承载系统中起重要作用,需在晶圆背面加工过程中保持较强的黏附力,待完成切割、减薄、镀膜等工艺后再无损分离。超高纯金属溅射靶材主要用于晶圆制造和芯片封装两个环节,在技术上和市场份额方面国内部分企业已跻身全球领先行列。底部填充材料分为后填充和预填充两种工艺类型,是保证接合处可靠性的关键组成部分。

前沿技术方向:玻璃基板与碳化硅

CoPoS是CoWoS的下一代技术,核心创新在于用大型矩形面板替代晶圆,实现"化圆为方",基板利用率大幅提升,封装尺寸可扩大至更大规格。玻璃基板与传统有机载板相比具有多重优势,热膨胀系数更接近硅芯片,具备优异的电气绝缘性能,能有效减少信号损耗和串扰。

台积电在推动未来碳化硅作为CoWoS中介层的可能性,其发展核心驱动力源于AI芯片功率提升。SiC中介层热导率为硅的2-3倍,可大幅缩小散热片尺寸;单晶SiC耐化学性强,可通过湿法刻蚀制备更高深宽比的非直线通孔,实现更短互连长度与更高集成度。

产业链核心环节与主要参与者

直写光刻设备领域,芯碁微装先进封装设备主要应用于CoWoS-L的中介层曝光,下游客户包含长电、通富、甬矽等国内头部封装厂,目前均已完成设备的导入。全球先进封装领域直写光刻设备的市场规模预计未来几年CAGR达55%以上。

材料端,环氧塑封料领域华海诚科通过收购跃居全球出货量第二位;湿电子化学品领域飞凯材料、艾森股份、上海新阳等有相关业务布局;临时键合胶领域飞凯材料、鼎龙股份等积极推进产品导入;溅射靶材领域江丰电子、有研新材技术和市场份额均跻身全球领先行列;底部填充胶领域德邦科技多款核心产品可直接适配各类先进封装工艺。

编辑:流星雨
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