萬億美元“芯時代”，先進(jìn)封裝、3D IC成為群雄“逐鹿”之地 | SEMICON China觀察

每經(jīng)記者：朱成祥 每經(jīng)編輯：廖丹

3月25日至27日，半導(dǎo)體行業(yè)盛會——SEMICON China如期而至。本屆展會匯聚了1500余家上下游企業(yè)，吸引超18萬專業(yè)觀眾。

漫步展館，北方華創(chuàng)與中微公司的展臺前人頭攢動，擁擠的人潮折射出市場的高度關(guān)注。高漲的人氣背后，究竟顯示出一條怎樣的產(chǎn)業(yè)進(jìn)階之路？

北方華創(chuàng)展臺前人頭攢動 圖片來源：每經(jīng)記者 朱成祥 攝

SEMI中國總裁馮莉在開幕主題演講中表示，在AI算力以及全球數(shù)字化經(jīng)濟(jì)驅(qū)動下，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來了歷史性時刻，原認(rèn)為2030年才會達(dá)到的萬億美元“芯時代”有望于2026年底提前到來。同時，她認(rèn)為，2026年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的三大趨勢包括AI算力、存儲革命、由先進(jìn)封裝等技術(shù)驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)升級。

3D制造相關(guān)設(shè)備崛起

如果說灣芯展是新凱來的主場，那SEMICON China或許是中微公司的主場。在此次展會上，中微公司的動向成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。盡管中微公司略顯低調(diào)，其小規(guī)模定向邀約的新品發(fā)布會也擠滿了希望“一睹風(fēng)采”的業(yè)內(nèi)人士。

半導(dǎo)體前道制造中，光刻固然重要，但刻蝕、薄膜沉積這兩大工藝同樣非常重要。特別是從平面型集成電路走向3D制造，刻蝕、薄膜沉積的重要性日益凸顯。

AI算力方面則需要更先進(jìn)的制程，以支持在單位空間放置更多的晶體管，從而提升算力。十多年以來，半導(dǎo)體先進(jìn)制程一直基于鰭式場效應(yīng)晶體管（FinFET）結(jié)構(gòu)，而如今，正在轉(zhuǎn)向GAA（全環(huán)繞柵極）結(jié)構(gòu)。

存儲革命方面，不僅僅NAND（閃存）正在走向3D，DRAM（內(nèi)存）也開始走向3D結(jié)構(gòu)。3D DRAM不同于HBM（高帶寬內(nèi)存）。HBM是多片DRAM封裝成立體的結(jié)構(gòu)，3D DRAM是把單片DRAM做成3D立體結(jié)構(gòu)。這是未來DRAM提升容量、帶寬的重要方向。

在FinFET走向GAA，存儲芯片從平面走向3D的背景下，中微公司有何動作？公司針對GAA晶體管、3D DRAM等三維器件制造的關(guān)鍵工藝，推出了Primo Domingo?高選擇性刻蝕設(shè)備，填補(bǔ)了國內(nèi)在下一代3D半導(dǎo)體器件制造中關(guān)鍵刻蝕工藝的自主化空白。

中微公司表示，該產(chǎn)品的成功研發(fā)，不僅進(jìn)一步豐富了公司在高端刻蝕設(shè)備領(lǐng)域的產(chǎn)品矩陣，更有力支撐了集成電路產(chǎn)業(yè)在先進(jìn)工藝節(jié)點上的技術(shù)攻堅，為客戶實現(xiàn)更高性能、更小尺寸的器件制造提供了關(guān)鍵工藝設(shè)備保障。

另外，在3D NAND領(lǐng)域，尤其需要高深寬比刻蝕機(jī)。此次，中微公司針對5納米及以下邏輯芯片和先進(jìn)存儲芯片的高深寬比刻蝕需求，發(fā)布了新一代電感耦合ICP等離子體刻蝕設(shè)備Primo Angnova?。

值得一提的是，記者在現(xiàn)場看到，長春光機(jī)所也展示了DUV（深紫外光）物鏡。不過，其工作人員表示，該產(chǎn)品僅用于晶圓檢測領(lǐng)域，并非光刻機(jī)用DUV物鏡。

國內(nèi)先進(jìn)封裝水平幾何？

當(dāng)下AI算力、存儲芯片的產(chǎn)能擴(kuò)張，很大程度上更加受制于先進(jìn)封裝設(shè)備。國內(nèi)先進(jìn)封裝設(shè)備廠商華封科技就表示，先進(jìn)封裝產(chǎn)能全球稀缺，臺積電先進(jìn)封裝產(chǎn)能預(yù)定至2030年，日月光產(chǎn)能至2028年底基本滿載，市場存在巨大的產(chǎn)能補(bǔ)充需求。

先進(jìn)封裝也在重構(gòu)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。原本的產(chǎn)業(yè)鏈中，晶圓廠負(fù)責(zé)晶圓制造，將其交給委外封測廠進(jìn)行封裝測試，再由模組廠進(jìn)一步組裝，最后形成終端產(chǎn)品。而隨著先進(jìn)封裝的發(fā)展，很多晶圓廠也開始進(jìn)入先進(jìn)封裝領(lǐng)域，上述制造模式轉(zhuǎn)為“晶圓制造—先進(jìn)封裝—終端產(chǎn)品”。

在上述背景下，先進(jìn)封裝設(shè)備廠商開始從“十年磨一劍”向“整線解決方案”轉(zhuǎn)型，而整線解決方案需整合全產(chǎn)業(yè)鏈頂級資源。

華封科技聯(lián)合首席科學(xué)家杜嘉秦表示，當(dāng)前先進(jìn)封裝技術(shù)正從電磁學(xué)走向力學(xué)的深水區(qū)，設(shè)計與封裝環(huán)節(jié)的邊界加速消融。華封科技在設(shè)計工具（Process Design Kit）上深度對接全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈頂尖技術(shù)，從設(shè)備、材料到底層物理特性進(jìn)行全方位技術(shù)攻堅。

而先進(jìn)封裝設(shè)備的玩家，不僅僅是傳統(tǒng)封裝測試設(shè)備廠商，前道設(shè)備廠商也開始進(jìn)入，比如拓荊科技。該公司也是國內(nèi)第三家突破千億元市值的半導(dǎo)體設(shè)備廠商，僅次于北方華創(chuàng)和中微公司。

拓荊科技近年來憑借在薄膜沉積領(lǐng)域的深厚積累，成功向先進(jìn)封裝領(lǐng)域拓展。本次展會展出的3D IC（三維集成電路）系列新品涵蓋熔融鍵合、激光剝離等多款產(chǎn)品，重點聚焦先進(jìn)邏輯芯片Chiplet異構(gòu)集成、三維堆疊及HBM相關(guān)應(yīng)用。

鍵合設(shè)備被視為3D IC的重要設(shè)備，它能將芯片、晶圓在立體空間連接起來。目前，先進(jìn)封裝領(lǐng)域鍵合設(shè)備市場，主要由奧地利廠商EVG等公司占據(jù)，而拓荊科技則是國內(nèi)鍵合設(shè)備重要廠商。

此次SEMICON，拓荊科技帶來的四款新品中，就有3D IC系列設(shè)備。熔融鍵合設(shè)備方面，Pleione 300 HS兼容多種芯片尺寸和厚度，能實現(xiàn)自動更換拾取與鍵合模組，產(chǎn)能高于現(xiàn)有產(chǎn)品的50%。Lyra 300 eX 新一代晶圓激光剝離設(shè)備，應(yīng)用于先進(jìn)邏輯（BSPDN）和先進(jìn)存儲（VCT）背面工藝，是無金屬污染、低應(yīng)力、無熱影響的設(shè)備與工藝的完整解決方案。

可以看出，先進(jìn)封裝、3D IC已成為各類半導(dǎo)體設(shè)備廠商群雄逐鹿之地。半導(dǎo)體前道設(shè)備各類細(xì)分賽道被少數(shù)廠商所壟斷，比如ASML的光刻機(jī)、泛林的刻蝕、應(yīng)用材料的薄膜沉積設(shè)備、TEL的涂膠顯影、愛德萬測試的先進(jìn)測試設(shè)備等。而在先進(jìn)封裝、3D IC設(shè)備領(lǐng)域，競爭才剛剛開始。