半导体行业深度报告：先进封装赋能国产算力芯，设备材料封测产业联动

分析师联系人马天翼登记编号：S1220525040003王海维登记编号：S1220525040004吴家欢先进封装赋能国产算力芯，设备材料封测产业联动科 技 电 子 团 队 • 行 业 深 度 报 告证券研究报告 | 半导体 | 2025年10月16日报告摘要•先进封装助力弯道超车，国产设备材料封测产业联动。在摩尔定律放缓和我国先进制程技术受限的现状下，先进封装成为国产算力芯片突破性能瓶颈的重要方向。华为、寒武纪、海光信息等公司的算力芯片正加速迭代，国产供应链积极配套以实现算力芯片自主可控。先进封装产能扩张需求愈发迫切，产业链迎来重大发展机遇。•CoWoS-L逐渐取代CoWoS-S，板级封装发展成共识。CoWoS产能成为英伟达AI芯片供应瓶颈，台积电正积极扩产，同时引入其他代工厂和封测厂以扩大产能。国内龙头封装公司将受益于这一产业趋势，与国内AI芯片供应链合作以突破先进封装。从CoWoS产能分布看，结合S和R技术优点的CoWoS-L将逐步取代CoWoS-S成为主流。国产算力芯片厂商正积极布局先进封装技术，并向CoWoS-L等方向拓展。随着中介层尺寸不断增大，板级封装成为共识。•建议关注：OSAT：甬矽电子、通富微电、长电科技、汇成股份等；设备：北方华创、中微公司、华海清科、拓荆科技、芯源微、联合化学、微导纳米、盛美上海、芯碁微装、长川科技等；材料：华海诚科、江丰电子、雅克科技、艾森股份、天承科技、安集科技等。•风险提示：行业与市场波动风险，国际贸易摩擦风险，新技术、新工艺、新产品无法如期产业化风险，先进封装产能扩张进度不及预期风险，行业竞争加剧风险等。2目录➢先进封装概述➢CoWoS-L逐渐取代CoWoS-S，板级封装发展成共识➢国际/国产主流算力客户先进封装解决方案➢先进封装设备与材料共发展➢建议关注3➢风险提示全球集成电路封装技术经历五个发展阶段4•根据《中国半导体封装业的发展》，迄今为止全球集成电路封装技术一共经历五个发展阶段。当前全球封装行业的主流技术处于以CSP、BGA为主的第三阶段，并向以系统级封装（SiP）、倒装焊封装（FC）、芯片上制作凸点（Bumping）为代表的第四阶段和第五阶段封装技术迈进。•自20世纪70年代起，目前集成电路封测技术已经发展到第五阶段，核心技术包括微电子机械系统封装（MEMS）、晶圆级系统封装-硅通孔（TSV）、倒装焊封装（FC）、表面活化室温连接（SAB）、扇出型集成电路封装（Fan-Out）、扇入型集成电路封装（Fan-in）、多维异构封装（2.5D、3D）等。图表：集成电路封装技术发展五大阶段资料来源：甬矽电子公告，方正证券研究所阶段时间封装具体典型的封装形式第一阶段20世纪70年代以前通孔插装型封装晶体管封装（TO）、陶瓷双列直插封装（CDIP）、塑料双列直插封装（PDIP）第二阶段20世纪80年代以后表面贴装型封装塑料有引线片式载体封装（PLCC）、塑料四边引线扁平封装（PQFP）、小外形表面封装（SOP）、无引线四边扁平封装（PQFN）、小外形晶体管封装（SOT）、双边扁平无引脚封装（DFN）第三阶段20世纪90年代球栅阵列封装（BGA）塑料焊球阵列封装（PBGA）、陶瓷焊球阵列封装（CBGA）、带散热器焊球阵列封装（EBGA）、倒装芯片焊球阵列封装（FC-BGA）晶圆级封装（WLP）芯片级封装（CSP）引线框架CSP封装、柔性插入板CSP封装、刚性插入板CSP封装、圆片级CSP封装第四阶段20世纪末开始多芯片组封装（MCM）多层陶瓷基板（MCM-C）、多层薄膜基板（MCM-D）、多层印制板（MCM-L）系统级封装（SiP）三维立体封装（3D）芯片上制作凸点（Bumping）第五阶段21世纪前10年开始微电子机械系统封装（MEMS）晶圆级系统封装-硅通孔（TSV）倒装焊封装（FC）表面活化室温连接（SAB）扇出型集成电路封装（Fan-Out）扇入型集成电路封装（Fan-in）多维异构封装（2.5D、3D）1650193722742891367739845992924012095184452457005,00010,00015,00020,00025,00030,00090nm65nm40nm28nm20nm 16/12nm 10nm7nm5nm3nm2nm摩尔定律逼近极限，先进封装成为突破性能瓶颈的重要方向5•随着摩尔定律逐渐逼近物理极限，传统芯片制程微缩面临多重挑战，工艺制程受成本大幅增长和技术壁垒等因素上升改进速度放缓。•先进封装在不依赖制程工艺提升的前提下，可实现芯片高密度集成、体积微型化以及成本降低等显著优势，成为突破性能瓶颈重要方向。资料来源：Digitimes，Techovedas，甬矽电子公告，方正证券研究所图表：头部厂商晶体管密度对比（亿个/平方毫米）图表：台积电不同制程晶圆售价（美元/片）发展方向相关说明代表性技术向上游晶圆制程领域发展（晶圆级封装）为了在更小的封装面积下容纳更多的引脚，先进封装向晶圆制程领域发展，直接在晶圆上实施封装工艺，通过晶圆重构技术在晶圆上完成重布线并通过晶圆凸点工艺形成与外部互联的金属凸点。晶圆上制作凸点工艺（Bumping）、晶圆重构工艺、硅通孔技术（TSV）、晶圆扇出技术（Fan-out）、晶圆扇入技术（Fan-in）等。向下游模组领域发展（系统级封装）将以前分散贴装在PCB板上的多种功能芯片，包括处理器、存储器等功能芯片以及电容、电阻等元器件集成为一颗芯片，压缩模块体积，缩短电气连接距离，提升芯片系统整体功能性和灵活性。系统级封装技术（SiP），包括采用了倒装技术（Flip-Clip）的系统级封装产品。图表：先进封装两大发展方向2.5D封装成为当前主流封装技术，未来将与互联密度更高的3D封装技术并存6•传统封装以单芯片集成和低互连密度为特征，依赖成熟工艺但性能受限；3D封装通过垂直堆叠芯片与硅通孔（TSV）实现超高密度集成，混合键合技术将互连密度提升至10^6/mm2级别，却面临热耗散复杂与成本高企的挑战。2.5D封装则通过硅/玻璃中介层在平面内集成多芯片，结合TSV与微凸点技术，兼顾高密度互连、异构集成等优势。•随着技术的不断发展，2.5D封装将面临更高集成度的需求，可能与逐步成熟的3D封装技术并存，以满足不同应用场景。图表：典型异构集成2.5D封装结构资料来源：《集成电路异构集成封装技术进展》，《2.5D 封装关键技术的研究进展》，方正证券研究所整理图表：异质集成技术发展路线图图表：TSMC、Intel和三星先进封装技术对比台积电：CoWoS广泛应用于主流算力芯片，SoIC采用混合键合技术7•台积电先进封装技术主要包括CoWoS、InFO和SoIC三种，其中CoWoS、InFO是典型的2.5D封装结构，SoIC是典型的3D封装结构。•英伟达、谷歌、赛灵思、AMD等公司已在各自算力芯片中广泛使用CoWoS技术。•InFO技术自2016年起就已在苹果移动芯片中得到应用。根据WCCFTECH，苹果计划2026年推出的iPhone 18系列所搭载的A20系列处理器将由现行InFO封装转向WMCM封装。•AMD作为台积电SoIC的首发客户，其于2023年推出的MI300系列采用 SoIC+Co