要說過去兩年,半導體最火的無疑是和AI相關的GPU;那么未來幾年,半導體設備行業最值得關注的新方向,很可能就是面板級封裝。
很多人可能沒聽過這個名字,但資本早就已經開始行動了。最近一年,從國內北方華創、華海清科、盛美上海,到海外ASML、應用材料、TEL、KLA等設備企業,都開始圍繞面板級封裝推出新設備。
為什么?
因為AI芯片越來越大,傳統晶圓封裝開始不夠用了。隨著AI越來越強大,對芯片的要求越來越高,芯片就越來越大。過去幾十年,半導體行業無論是制程還是封裝都是圍繞晶圓展開的,基本都是300毫米圓形晶圓。 但AI時代來了以后,情況發生了變化。
以英偉達最新AI GPU為例,一顆芯片往往需要與多顆HBM高帶寬存儲共同封裝,封裝面積越來越大,工藝越來越復雜。目前最主流的先進封裝方案,就是臺積電推出的CoWoS。
根據市場數據,CoWoS已經成為當前AI芯片最重要的先進封裝技術之一,廣泛應用于英偉達、AMD、谷歌等高性能AI芯片。數據顯示,2026年第一季度全球半導體設備銷售額達到365.5億美元,同比增長14%,創下同期歷史新高。
先進封裝已經成為設備投資增長最快的領域之一,AI越火,封裝需求越旺,但新的問題也來了。
芯片本身是方的,但晶圓卻是圓的。 所以每做一塊芯片,總會浪費掉邊緣不少面積。
如果把圓形晶圓換成矩形面板,會怎樣?這就是面板級封裝(PLP)。
簡單來說,就是把原來放在圓形晶圓上的封裝流程,搬到更大的矩形玻璃或有機面板上。例如一塊610mm×457mm的標準面板,面積約為300毫米晶圓的4倍。不僅一次可以生產更多產品,而且矩形芯片在矩形面板上的排布更加緊密,材料利用率也明顯提高。
業內普遍認為,隨著AI芯片尺寸不斷增大,PLP有望進一步降低先進封裝成本,提高產能利用率。所以不少機構把它看成下一代先進封裝的重要方向。
事實上,國際設備廠商布局比很多人想象得更早。例如美國Onto Innovation推出了專門針對面板級封裝的JetStep系列曝光設備,可處理大尺寸面板翹曲和芯片偏移問題。ASML、尼康、佳能、SCREEN等公司,也陸續推出適用于大尺寸封裝的新產品。
不僅如此,應用材料(Applied Materials)、泛林集團(Lam Research)、東京電子(TEL)、KLA等全球半導體設備巨頭,都已經把面板級封裝納入先進封裝戰略。他們看中的,不只是今天的市場,而是未來十年。
相比過去很多新技術需要追趕,這一次國產廠商明顯準備得更早。
第一家:華海清科
華海清科主要做CMP設備,CMP是先進封裝中最重要的工藝之一,就是把封裝表面磨平。如果平坦度不夠,后續層層堆疊都會受到影響。2026年,華海清科宣布,自主研發的510×515毫米板級CMP設備Master-P510APEX獲得國內先進封裝客戶量產訂單。是國內公開披露的板級CMP量產設備重要突破之一。
第二家:北方華創
北方華創今年動作非常快。先后發布了面板級封裝PVD設備、PIQ設備,以及600×600毫米板級Descum去膠設備。其中,Descum主要負責去除光刻膠殘留,看似不起眼,卻直接影響產品良率。為了適應大尺寸基板,北方華創采用動態電極調節、主動溫控等方案,使整個板面的去膠更加均勻。
第三家:盛美上海
先進封裝離不開電鍍。RDL重布線、玻璃通孔、銅柱制造,都需要電鍍設備。2025年,盛美上海交付首臺水平式面板電鍍設備。隨后,公司又獲得海外頭部封裝企業面板級先進封裝清洗設備訂單。目前,其設備已支持310毫米、510毫米以及600毫米等多種面板規格。
第四家:激光設備廠商
玻璃基板是未來面板級封裝的重要材料。而玻璃必須先打孔,這個工藝叫TGV,目前,大族半導體、帝爾激光等企業均已推出相關設備,并實現面板級玻璃通孔設備交付。
根據SEMI預計,AI、高性能計算和先進封裝將繼續推動全球半導體設備投資保持高位。未來幾年先進封裝市場仍將保持較快增長,先進封裝在整個封裝市場中的占比持續提升,而面板級封裝有望成為其中增長最快的新方向之一。
當然,目前行業仍處于產業化初期。良率、標準化、材料體系以及EDA工具等方面,還有不少挑戰。尤其不同廠商采用的面板尺寸并不統一,導致設備標準尚未完全建立。因此,短期內仍以客戶驗證、小批量導入為主。真正的大規模放量,還需要時間。
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