一、先进封装发展，将带动半导体键合设备市场快速扩容
半导体键合设备是半导体后道封装设备中的关键一环，键合机价值量占封装设备25%左右。
数据来源：观研天下数据中心整理
根据观研报告网发布的《中国半导体键合设备行业现状深度分析与投资前景预测报告（2025-2032年）》显示，半导体键合设备负责将裸芯片或微型电子组件精准贴装到引线框架、热沉、基板或PCB板上，确保芯片与外部的顺畅电连接。半导体键合设备的性能优劣直接关系到半导体产品的质量、可靠性和整体性能。此外，键合设备还需承受后续组装的物理压力、有效消散芯片工作时产生的热量，并保持恒定的导电性和高水平的绝缘性。
摩尔定律逐步放缓，先进封装接棒先进制程成为后摩尔时代主力军。由于集成电路 制程工艺短期内可能遇到瓶颈，且传统的二维互连封装技术已不能解决高集成度和 趋近物理极限尺寸的芯片下产生的互连延时以及功耗增加等问题，为了提高芯片的 集成度、降低芯片功耗、减小互连延时、提高数据传输带宽，出现了向第三维垂直方向发展的2.5D/3D先进封装技术。
在先进封装的技术推动下，键合步骤和键合设备价值量显著提升。以AMD EPYC（霄 龙）处理器为例，AMD在1代和2代芯片上采用倒装工艺，所需键合步骤数分别为4和 9步，而随着AMD将混合键合工艺引入EPYC生产，所需键合步骤束陡增至超过50步。 同时，以Besi提供的键合机类型来看，倒装工艺需要的8800 FC Quantum平均售价 为50万美元，对应每小时产量9000片，而引入混合键合模组的8800 Ultra Accurate C2W Hybrid Bonder平均售价达到了150-200万美元，对应每小时产量1500-2000片， 相应设备的单位产量投资额提升了将近18倍。在先进封装成为后摩尔时代发展主力 方向的背景下，键合机将成为技术进步的主要推动力并受益，有望在未来快速增长。
根据键合机价值量占比，预计2025年全球半导体键合设备市场规模增长至17.48亿美元，2020-2025年CAGR约为 13.0%，远高于封装设备整体（10.6%）、包装与电镀设备（9.9%）以及其他封装 设备（9.8%）。
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二、半导体键合技术不断演进，混合键合设备将成为下一代主力
传统封装需要依靠引线将晶圆与外界产生电气连接：将晶圆切割为晶粒后，使晶粒贴合到相应的基板架上，再利用引线将晶片的接合焊盘与基板引脚相连，实现电气连接，最后用外壳加以保护。
封装要求提高下，键合技术追求更小的互联距离以实现更快的传输速度。近年来，封装技术经历了从最初通过引线框架到倒装（FC）、热压键合（TCP）、扇出封装（Fan-out）、混合封装（Hybrid Bonding）的演变，以集成更多的I/O、更薄的厚度，以承载更多复杂的芯片功能和适应更轻薄的移动设备。在最新的混合键合技术下，键合的精度从5-10/mm2提升到10k+/mm2，精度从20-10um提升至0.5-0.1um，与此同时，能量/Bit则进一步缩小至0.05pJ/Bit。
键合技术演进情况
| 类别 | 引线键合（WireBonding, 1975） | 倒装芯片键合（FlipChip, 1995） | 热压键合（TCBBonding，2012） | 扇出封装（HD FanOut，2015） | 混合键合（HybridBonding，2018） |
| 工艺种类 | 引 线 | 锡 球/铜柱凸块 | 铜柱凸块 | RDL/铜柱凸块 | 铜-铜键合 |
| 连接密度 | 5-10 I/O接 口/mm² | 25-400 I/O接 口/mm² | 156-625 I/O接 口/mm² | 500+ I/O接 口/mm² | 1万-100万 I/O接 口/mm² |
| 基 板 | 有机物/引线框架 | 有机物/引线框架 | 有机物/硅 | - | - |
| 精 度 | 20-10μm | 10-5μm | 5-1μm | 5-1μm | 0.5-0.1μm |
| 能 耗/比 特 | 10pJ/bit | 0.5pJ/bit | 0.1pJ/bit | 0.5pJ/bit | ＜0.05pJ/bit |
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倒装键合的回流焊适用于40-50μm凸点间距，但随着凸点间距缩小会导致翘曲和精度问题，使回流焊不再适用；热压键合40-10μm凸点间距中能够胜任，但当凸点间距达10μm时，TCB可能产生金属间化合物，影响导电性。相比之下，混合键合技术优势突出，预计未来10μm凸点间距以下的高集成度封装将全面转向混合键合技术，混合键合设备将成为市场主流。
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三、海外企业主导全球半导体键合设备市场，迈为股份等中国企业正积极追赶
海外企业先发优势明显，主导全球半导体键合设备市场。从热压键合市场看，全球热压键合机前五大制造商（ASMPT、K&S、BESI、Shibaura和SET）均为海外企业，总市占率达88%；其中ASMPT发展较为领先，其热压键合机包括FIREBIRD TCB系列，主要用于异构集成的芯片2D、2.5D及3D封装，已批量交付超过250台。从混合键合市场看，BESI市占率高达67%，为绝对龙头，其设备广泛应用于3D IC、MEMS和先进封装等领域，尤其在高端市场具有显著优势。
海外半导体键合设备商布局情况
| 企业名称 | 所属国家 | 成立时间 | 布局情况 |
| BESI | 荷兰 | 1995年 | 公司在固晶/键合机领域主要围绕先进封装设备进行布局。先进封装固晶/键合机方面， BESI可以提供多模块固晶机、倒装键合机、混合键合机在内的多种晶圆键合设备。 多模块固晶机主要用于功率模组、摄像头模组等不同模块的互连，Datacon 2200系 列产品可以做到组装精确度3微米、产能效率7000 UPH；倒装键合机Datacon 8800 FC Quantum系列运用回流焊技术，组装精确度达到5微米，产能效率较高，可以实 现最高10000 UPH；热压键合机Datacon 8800 TC系列主要用于TSV工艺之中，目 前可以做到2微米的精确度和1000 UPH的产能效率；混合键合机8800 Ultra Accurate Chip to Wafer Hybrid Bonder运用混合键合技术，精准度可以到达0.2微米 以上，产能效率在1500UPH左右。 |
| ASMPT | 荷兰 | 1975年 | 键合机方面，ASMPT主要可以提供引线键合 机、倒装键合机、热压键合机和混合键合机，同时满足下游客户传统封装和先进封 装的需求。引线键合机包括AERO和HERCULES系列，分别可以进行铜线键合和铝 线键合；倒装键合机包括AD8312FC和NUCLEUS系列，可以支持低引脚数的倒装封 装及扇出型工艺需求；热压键合机包括FIREBIRD TCB系列，主要用于异构集成的 芯片2D、2.5D及3D封装，已经实现有超过250台在下游客户工厂参与量产；混合键 合机包括LITHOBOLT系列，主要支持D2W混合键合工艺。 |
| EV Group | 奥地利 | 1980年 | 键合机方面，EVG可以提供满足科研和批量生产的解决方案。EVG公司提供的键合 机品种多样，包括适合阳极键合、共晶键合、金属扩散键合、直接键合、聚合物键 合、熔融与混合键合和瞬时液相键合的小批量、半自动晶圆键合解决方案，如 EVG510、EVG520、EVG540晶圆键合系统等；还提供可以实现全自动、大批量、 满足3D异构集成高对准精度生产的晶圆键合解决方案，如EVG560、EVG GEMINI、 EVGCombond、EVG Bondscale等晶圆键合系统；还有用于扇出封装、晶圆减薄、 3D堆叠、晶圆键合的临时键合和晶圆解键合解决方案，如EVG850、EVG850TB、 EVG850LT等晶圆临时键合与解键合系统等各类有关键合工艺设备。混合键合D2W领域，公司是行业领先探索者之一。2021年3月，EVG推出了行业首 部用于晶片到晶圆（D2W）键合应用的商用混合键合活化与清洁系统——EVG 320 D2W晶片准备与活化系统。EVG 320 D2W集成了D2W键合需要的所有关键预处理 模块，包括清洁、电浆活化、晶片调准检定以及其他必要的模块，既可作为独立系统 运行，也可与第三方拾放式晶片键合系统相集成。通过和ASMPT在D2W领域的深入 合作，EVG相关设备技术能力也得到了大幅提升，2022年7月，EVG宣布公司在芯 片到晶圆（D2W）熔融与混合键合领域取得重大突破，EVG在单次转移过程中使用 GEMINI®FB自动混合键合系统，在完整3D片上系统（SoC）中对不同尺寸芯片实施 无空洞键合，良率达到100%。 |
| SUSS | 新加坡 | 1964 | 键合机领域，SUSS主要提供全自动和半自动晶圆片键合系统。半自动晶圆键合机方 面，SUSS晶圆键合系统主要包括XB8、SB6/8Gen2、DB12T和LD12系统，适用于 8英寸和12英寸晶圆片的键合，主要用以科研与测试用途。全自动晶圆键合机方面， SUSS主要包括XBS200（8英寸）、XBS300（12英寸混合键合）、XBS300（12英 寸临时键合机）和XBC300Gen2（解键合与清洗机）等系统。SUSS XBS 300平台可以用于8英寸和12英寸的混合键合/热压键合。XBS 300平台 拥有高度的模块化设计来实现极大的配置灵活性。通过更换对应模块，XBS 300可 以提供热压键合和混合键合两种键合工艺。新型XBS300混合键合平台可用于HBM 和3D SOC等要求极其严苛的混合键合工艺，满足D2W（芯片到晶圆）和W2W（晶 圆到晶圆）两种加工需求，同时还拥有行业领先的100nm精准度。 |
| K&S | 新 加坡 | 1951年 | 公司从半导体贴片机和焊线机起步，逐步 通过战略性收购和自主研发，逐步增加了先进封装键合机、电子装配、楔焊机等产 品，同时配合其核心产品进一步扩大了耗材的产品范围。目前公司已经形成了半导 体封测设备销售为核心，配套耗材为辅的产品结构。先进封装键合机方面，公司拥有先进的封装设备组合，覆盖高精度芯片贴装、高精 度倒装芯片和晶圆级扇出工艺、TCB（热压键合）工艺等。K&S的倒装键合机 Katalyst™设备为倒装芯片提供了业界最高的精度和速度。其硬件和技术可在基板或 晶圆上实现3μm的置件精度，属于业内最高水平，瞬时生产率可高达15000UPH。此 外，K&S的APAMA系列提供了用于TCB、高精度扇出晶圆级封装和高精度倒装芯片 的全自动芯片对基板（C2S）和芯片对晶圆（C2W）的解决方案，加工精度可以达 到2微米，TCB加工产量达到3500UPH，扇出型封装产量达到4500+UPH，同时具备 模块化的设计，可以帮助下游客户低成本地将原有产品升级到TCB工艺。 |
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近年来，国内企业正在积极布局半导体键合设备市场，市场份额有望提升。如拓荆科技推出W2W键合产品（Dione 300）和D2W键合表面预处理产品（Pollux），其W2W/D2W混合键合前表面预处理及键合产品均获得重复订单；迈为股份开发了全自动晶圆临时键合设备MX-21D1和晶圆激光解键合设备MX22D1，适用于12英寸晶圆片的2.5D、3D和FO封装工艺；微见智能生产的1.5um级高精度固晶机已经成 功量产并规模商用，支持TCB热压焊，且已完成0.5μm级的亚微米全自动固晶机研发， 其固晶机精度指标国际领先。
国产半导体键合设备商布局情况
| 企业名称 | 布局情况 |
| 拓荆科技 | 推出W2W键合产品（Dione 300）和D2W键合表面预处理产品（Pollux），其W2W/D2W混合键合前表面预处理及键合产品均获得重复订单 |
| 迈为股份 | 开发了全自动晶圆临时键合设备MX-21D1和晶圆激光解键合设备MX22D1，适用于12英寸晶圆片的2.5D、3D和FO封装工艺。MX-21D1拥有—个预键合 腔托两个键合腔，可以将键合效率提升60%；MX-21D1集成了涂胶、洗边、晶圆翻 转、预键合与键合等工艺单元，激光景深5mm，具备光路变焦功能和垂直升降平台， 具备大翘曲晶圆激光解键合能力。 |
| 百傲化学（芯慧联） | 2台D2W和W2W混合键合设备已经出货。 |
| 微见智能 | 生产的1.5um级高精度固晶机已经成 功量产并规模商用，支持TCB热压焊，且已完成0.5μm级的亚微米全自动固晶机研发， 其固晶机精度指标国际领先 |
| 华封科技 | 华封科技目前已实现对先进封装键合工艺的全面覆盖， 为台积电、日月光、矽品、长电科技、通富微电、DeeTee等国际先进封装龙头客户 提供服务。目前在键合机领域公司已推出了2060W晶圆级封装贴片机、2060P倒装 晶片封装键合机以及2060M系统级封装贴片机。其中2060P倒装键合机可适用于Flip Chip、MCP、MEMS贴片工艺，加工精度达到±5μm，UPH高达8k； |
| 芯碁微装 | 芯碁微装在SEMICON CHINA 2024展会推出了其WB 8晶圆键合机，能够实现如阳 极键合、热压键合等键合方式，支持最大晶圆尺寸为8英寸，采用半自动化操作，可 运用于先进封装、MEMS等多种应用。该设备键合过程中的最大压力可达100 kN， 最高温度可达550 °C；拥有全自动工艺流程，高真空度键合腔室，可以快速抽真空、 加热和冷却过程，提高产能。同时全部系统为电气化驱动，没有油污污染风险 |
资料来源：观研天下整理（zlj）
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