电子行业深度申报：前辈封装助力家当进级材料端多品类受益

1.1、 凸块（Bumping）：多种前辈封装形式的根本工艺

凸块（bumping）为前辈的晶圆级工艺技能之一，将晶圆切割成单个芯片之前， 在基板上形成由各种金属制成的“凸块”或“球”。
晶圆凸块为倒装芯片或板级半导 体封装的主要组成部分，已成为当今消费电子产品互连技能的标准。
凸块在管芯和 衬底之间供应比引线键合更短的路径，以改进倒装芯片封装的电气、机器和热性能。
倒装芯片互连可减少旗子暗记传播延迟，供应更好的带宽，并缓解功率分配的限定。
不同类型的凸块材料，其互连方法有所不同。
凸块按照材料身分来区分，紧张 包括以铜柱凸块（Cu Pillar）、金凸块（Au Bump）、镍凸块（Ni Bump）、铟凸块（In Bump）等为代表的单质金属凸块和以锡基焊料为代表的焊料凸块（Solder Bump）及 聚合物凸块等。
凸块互连干系技能包括材料选择、尺寸设计、凸块制造、互连工艺 及可靠性和测试等。
不同的凸块材料，其加工制造方法各不相同，对应的互连方法和互连工艺中的焊（黏）接温度也不尽相同。

晶圆凸块技能制作过程繁芜，须要洗濯、溅镀、曝光、显影、电镀去胶、蚀刻 和良品测试等环节，其对应材料需求为洗濯液、靶材、电镀液、光刻胶、显影液、 蚀刻液等。
详细工艺如下： 首先，采取溅射或其他物理气相沉积的办法在圆片表面沉积一层钛或钛钨作为 阻挡层，再沉积一层铜或其他金属作为后面电镀所需的种子层。
在沉积金属前，圆 片前辈入溅射机台的预清洁腔体，用氩气等离子去除焊盘金属表面的氧化层。
其次，在圆片表面旋涂一定厚度的光刻胶，并利用光刻曝光工艺，以改变其在 显影液中的溶解度。
光刻胶与显影液充分反应后，得到设计所需的光刻图形。
再则，圆片进入电镀机，通过合理掌握电镀电流、电镀韶光、电镀液液流、电 镀液温度等，得到一定厚度的金属层作为 UBM（Under Bump Metallization，凸点下 金属化层）。
在有机溶液中浸泡后，圆片表面的光刻胶被去除；再用相应的堕落液去 除圆片表面 UBM 以外区域的溅射种子层和阻挡层。
末了，在植球工序中，须要用两块开有圆孔的金属薄板作为掩模板，位置与圆 片表面 UBM 的位置相对应。
在植球前，先用第 1 块金属掩模板将助焊剂印刷到 UBM 表面；再用第 2 块金属掩模板将预成型的锡球印刷到 UBM 上；末了，圆片经由回 流炉使锡球在高温下熔化，熔化的锡球与 UBM 在界面上天生金属间化合物，冷却 后锡球与 UBM 形成良好的结合。
采取电镀的办法也可以得到焊球凸块，即在电镀 UBM 完成后，接着电镀焊料； 去除光刻胶和堕落溅射金属后，经由回流，得到焊球凸块。
电镀办法也是铜柱凸块 和金凸块加工的常用方法。

电子器件向更轻薄、更微型和更高性能进步，匆匆使凸块尺寸减小，风雅间距愈 发主要。
凸块间距（Bump Pitch）越小，意味着凸点密度增大，封装集成度越高，难 度越来越大。
行业内凸点间距正在朝着 20m 推进，而实际上巨子已经实现了小于 10m 的凸点间距。
如果凸点间距超过 20m，在内部互连的技能上采取基于热压 键合（TCB）的微凸块连接技能。
面向未来，稠浊键合（HB）铜对铜连接技能可以 实现更小的凸点间距（10m 以下）和更高的凸点密度（10000 个/mm2），并带动带 宽和功耗双提升。
随着高密度芯片需求的不断扩大带来倒装需求的增长，Bumping 的需求将不断提升，干系材料需求也将不断提升。

1.2、 重布线层（RDL）：芯片电气延伸与互连的桥梁

RDL（Re-Distribution Layer，重布线层）为前辈封装的关键互连工艺之一，可 将多个芯片集成到单个封装中。
在介电层顶部创建图案化金属层的过程，将 IC 的输 入/输出（I/O）重新分配到新位置。
新位置常日位于芯片边缘，可以利用标准表面贴 装技能（SMT）将 IC 连接到印刷电路板（PCB）。
RDL 技能使设计职员能够以紧凑 且高效的办法放置芯片，从而减少器件的整体占地面积。

晶圆级金属重布线制程在 IC 上涂布一层绝缘保护层，再以曝光显影的办法定义 新的导线图案，然后利用电镀技能制作新的金属线路，以连接原来的芯片引脚和新 的凸点，达到芯片引脚重新分布的目的。
重布线层的金属线路以电镀铜材料为主， 根据须要也可以在铜线路上镀镍金或者镍钯金材料，干系核心材料包括光刻胶、电 镀液、靶材、刻蚀液等。

重布线层（RDL）在延伸和互连 XY 平面方面发挥关键浸染。
在扇入晶圆级封 装（FIWLP）和扇出晶圆级封装（FOWLP）等前辈封装中，RDL 为核心关键工艺。
使得封装厂能够在扇出封装技能方面与晶圆代工厂展开竞争。
通过 RDL，IO Pad 可 以制成 FIWLP 或 FOWLP 中不同类型的晶圆级封装。
在 FIWLP 中，凸块全部成长 在芯片上，芯片和焊盘之间的连接紧张依赖 RDL 的金属线。
封装后，IC 的尺寸险些 与芯片面积相同。
在 FOWLP 中，凸块可以成长在芯片外，封装后的 IC 比芯片面积 大（1.2 倍）。
以 2.5D 前辈封装的代表台积电的 InFO 为例，InFO 在载体上利用一个或多个裸 芯片，然后将其嵌入到模塑料的重构晶圆中。
并在晶圆上制造 RDL 互连和介电层， 这是“芯片优先”的工艺流程。
单芯片 InFO 供应高凸点数量，RDL 线从芯片区域 向外延伸，形成“扇出”拓扑。

1.3、 硅通孔（TSV）：立体集成工艺的核心关键

TSV（Through Silicon Via，硅通孔）技能紧张用于立体封装，在芯片的垂直方 向上供应电气扩展和互连的功能。
通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制作垂 直导通孔，实现芯片之间互连的最新技能。
与传统 Wire Bonding 的芯片堆叠技能不 同，TSV 技能能够使芯片在 3D 堆叠的密度最大，形状尺寸最小，并且大幅改进芯 片运行速率，降落功耗。
因此，TSV 技能曾被称为继 Wire Bonding、TAB 和 Flip Chip之后的第 4 代封装技能。

通过 TSV 技能将多层平面型芯片进行堆叠互连，减小芯片面积，大大缩短整体 互连线的长度，互连线长度的缩短能有效降落驱动旗子暗记所需的功耗。
TSV 技能可以 集成到制造工艺的不同阶段，紧张分为 Via-first、Via-middle、Via-last 三种方案。
TSV（Via-First）方案：在晶圆制造完成之前天生 TSV，可以在 Fab 厂前端金 属互连之提高行，实现 Core-to-Core 的连接。
该方案目前在微处理器等高性能器件领 域运用较多，紧张作为系统级芯片（System on a Chip，SoC）的替代方案。
Via-first 也可以在 CMOS 完成之后在晶圆厂进行 TSV 的制作，然后再完成后真个封装。
TSV（Via-Middle）方案：常日在 FEOL 步骤完成后，制作硅通孔（TSV），其 中包括许多高温工艺。
并在实行多层金属布线 BEOL 处理之前，完成片内互连工艺。
TSV（Via-Last）方案：将 TSV 放在封装生产阶段，该方案的明显上风是可以 不改变现有集成电路生产和设计流程。
目前，部分厂商已开始在高真个 Flash 和 DRAM 领域采取 Via-Last 方案，即在芯片的周边进行打孔，然后进行芯片或晶圆的 堆叠。

TSV 紧张有三大运用领域，分别是 2.5D 中介转接层（Interposer）封装、三维集 成电路（3D IC）封装和三维圆片级芯片尺寸（3D WLCSP）封装。
对应 TSV 生产流 程，会涉及到深孔刻蚀、PVD、CVD、铜添补、微凸点及电镀、洗濯、减薄、键合 等二十余种工艺，个中深孔刻蚀气体、电镀液、靶材、CMP 研磨材料等材料最为关 键。
（1）2.5D 中介转接层封装：细线条布线中介转接层针对的是 FPGA、CPU 等高性能的运用，其特色是正面有多层细节距再布线层和细节距微凸点，主流 TSV 深 宽比达到 10:1，厚度约为 100m。
TSMC 的 CoWoS（Chip on Wafer on Substrate，晶 圆级封装）采取的 2.5D TSV 技能。
CoWoS 技能把芯片安装到硅转接板上，并利用 硅转接板上的高密度走线进行互连。

（2）3D IC 封装：运用方向紧张是存储类产品，其缘故原由是存储类产品引脚密度 小，版图布局规律，芯片功率密度小等。
通过 TSV 通孔实现三维集成，可以增加存 储容量，降落功耗，增加带宽，减小延迟，实现小型化。
（3）3D WLCSP：紧张运用于图像、指纹、滤波器、加速度计等传感器封装领 域。
其特点是采取 Via Last 工艺，TSV 深宽比较小（1:1~3:1），孔径较大出于对本钱 的考虑，目前图像传感器封装大多采纳低深宽比的 TSV 构造。

TSV 工艺中临时键合/解键合、铜电镀本钱占比最高。
根据《A Cost Model Analysis Comparing Via-Middle and Via-Last TSV Processes》论文数据，在 Via-Middle 的 TSV 工艺制造本钱中，临时键合/解键合与铜电镀本钱占比均为 17%，背面通孔显示（主 要包括背面减薄和抛光、刻蚀、CVD、CMP 等）和背面 RDL（紧张包括 PVD、光 刻、电镀等）本钱占比约为 15%旁边，其他关键工艺包括刻蚀、CVD、铜阻挡层 PVD 等。
而 Via-Last 的 TSV 工艺中，铜电镀本钱占比 18%，临时键合/解键合与铜阻挡层 PVD 本钱占比均为 17%，背面 RDL（紧张包括 PVD、光刻、电镀等）本钱占比约为16%，其他核心工艺与 Via-Middle 方案类似。

1.4、 稠浊键合：缩小 Bump pitch 间距，扩大互连带宽

稠浊键合（Hybrid Bonding）是通过铜—铜金属键合和二氧化硅—二氧化硅介 质层键合实现无凸点永久键合的芯片三维堆叠高密度互连技能。
据《前辈封装的发 展与机遇》论文数据，稠浊键合技能可实现极小间距的芯片焊盘互连，每平方毫米 可互连的芯片焊盘数为 104~106 个，可以供应更高的互连密度、更小更大略的电路、 更大的带宽、更小的电容和更低的功耗。

稠浊键合工艺供应更高互连密度，逐渐取代传统焊接工艺。
与传统 C4 焊点和微 凸点连接技能比较，稠浊键合技能紧张优点有：①实现芯片之间无凸点互连，微凸 点的取消将进一步降落芯片之间通道的寄生电感和旗子暗记延时；②实现芯片之间超细 间距的互连，比微凸点提高 10 倍以上，超细间距的互连将增加布线有效利用面积， 大幅增加通道数量，简化 I/O 端口电路；③实现超薄芯片制备，通过芯片减薄可使芯 片厚度和重量大幅降落，并且可进一步提升系统中芯片的互连带宽；④实现键合可 靠性的提高，铜—铜触点间以分子尺度领悟，取消了焊料连接，二氧化硅—二氧化硅以分子共价键键合取消了底填材料，极大提高了界面键合强度，增强了芯片的环 境适应性。

稠浊键合工艺紧张包含 D2W（Die-to-Wafer）和 W2W（Wafer-to-Wafer）两类 键合。
根据 EVG 报告《Bonding Technologies for the Next Generation Integration Schemes》（发布于 2021 年 6 月 10 日）数据，Wafer-to-Wafer 的工艺更加成熟，但 须要每个芯片尺寸相同，且整体良率较低。
下贱运用端，在背光 CIS 及存储领域 3D NAND 等领域均已实现量产。
而 D2W 下贱运用前景更广，但产品仍处于研发及量 产爬坡阶段。

稠浊键合的关键工艺步骤包括电镀（电化学沉积、ECD）、CMP、等离子体活 化、对准、键合、分离和退火，对应材料紧张为电镀液、靶材、CMP 研磨材料等。
W2W（Wafer-to-Wafer，晶圆到晶圆键合）是指将两片晶圆高精度对准、接合， 实现两片晶圆之间功能模块集成的工艺。
晶圆级键合设备可用于存储器堆叠、3D 片 上系统(SoC)、背照式 CMOS 图像传感器堆叠以及芯片分区等多个领域，是目前稠浊 键合中能够进行大量生产的技能。

D2W（Die to Wafer，芯片到晶圆）是指将单个芯片逐个键合到目标晶圆上的过 程。
模具尺寸越大，利用 D2W 堆叠越有利，本钱效益越高。
D2W 常日是稠浊键合 的紧张选择，由于它支持不同的芯片尺寸、不同的晶圆类型和已知的良好芯片，而 W2W 常日只支持相同节点的芯片。

2.1、 PSPI 光刻胶

光敏聚酰亚胺光刻胶是一种复合股料，包含溶剂、PSPI 树脂（可光敏或非光敏）、 光引发剂、添加剂，故其光敏性可能源自 PSPI 树脂本身或与其稠浊的添加剂。
各成 分别开来看，PSPI 利用的树脂可以是聚酰亚胺或其前体如聚酰胺酸（PAA），其利用 的催化剂一样平常包括光敏剂、增感剂、光活性催化剂及其他催化剂。

类似于传统光刻胶，光敏聚酰亚胺可分为正性和负性两种类型。
正性 PSPI 在紫 外光照射后可溶解于显影剂，而负性 PSPI 在光照后交联变得不溶。
正性 PSPI 相较 于负性 PSPI 在光刻时随意马虎去除曝光区域，减少污染引起的缺点，并供应高分辨率的 图案，是未来 PSPI 的发展趋势。
根据感光事理以及合成工艺不同，可将正负性 PSPI 进一步细分为多少类型。

光敏聚酰亚胺（PSPI）是前辈封装工艺中的核心耗材。
在集成电路中，PSPI 常日作为缓冲层、钝化层或用于多层互贯串衔接构的平坦化层，其紧张功能是保护集成 电路的特定区域不受外力影响。
同时，伴随光刻技能的发展和芯片布线及封装技能 的创新，当代封装技能哀求单个半导体芯片能够连接至其他芯片的输入输出通路， 这就须要在封装阶段进行精密的再布线（RDL）事情。
在这些金属导线与芯片单元 之间，PSPI 被视作最常用的绝缘介质材料，不仅为封装供应必要的电气、机器和热 性能，还能实现高分辨率的图案化，是 RDL 过程中的关键材料。
因此特性，PSPI光刻胶在前辈封装工艺中普遍运用，是一种核心耗材，有望充分受益于前辈封装行 业的发展。

集成电路用 PSPI 光刻胶市场空间保持稳定增长。
根据艾森股份 2023 年 12 月 25 日投资者关系记录中援引中国电子材料行业协会的数据，2021 年中国集成电路晶 圆制造用 PSPI 市场规模 7.12 亿元，估量到 2025 年中国集成电路晶圆制造用 PSPI 市场规模将增长至 9.67 亿元，2021-2025 年均复合增速为 7.95%，整体空间较大且保 持较快增长。

环球 PSPI 市场被外商高度垄断，国产替代需求急迫。
我国 PSPI 光刻胶布局较 为掉队，目前环球紧张的 PSPI 生产厂商包括 Toray、HD Microsystems、Asahi Kasei、 Fujifilm Electronic Materials、中国台湾长兴材料、SK Materials 等，上述前四家厂商 市占率合计达到 93%，呈现出高度垄断的市场竞争格局，国产替代需求急迫。

我国 PSPI 前景广阔未来可期。
随着《中国制造 2025》政策的推动，我国在工 业、机器、电子等多个领域正逐步实现国产化替代，伴随着行业整体景气度的提升， 海内从事 PSPI 生产的企业数量呈现出持续增长的态势，研究深度亦在不断加深。
目 前，多家企业已经节制了 PSPI 产品的生产技能，并开始批量生产，逐渐融入下贱客 户的供应链体系。
从海内企业近期的发展来看，PSPI 产品在过去两年内实现了从无 到有的关键打破。
随着下贱运用的不断扩大以及企业对量产工艺节制度的提高，PSPI 在我国未来的技能进步与市场拓展中，势必展现出更加广阔的发展前景。

2.2、 深孔刻蚀类电子特气

在集成电路芯片制造中，蚀刻是一项核心技能，也是 IC 芯片制造中的关键环节。
该工艺通过有序去除或改变特定材料层，对电路图案进行精密的加工与雕刻，是实 现芯片布局的必要步骤。
蚀刻技能分为湿法化学蚀刻和干法化学蚀刻两种形式，其 中干法蚀刻因此气体为紧张媒体的刻蚀方法，晶圆不须要液体化学品或冲洗，其所 用气体称为蚀刻气体，这类气体常以氟化物为主。

含氟蚀刻气体种类浩瀚，各自具备不同性能特点。
含氟蚀刻剂品种紧张包括四 氟化碳、六氟丁二烯、六氟乙烷、八氟环丁烷、三氟甲烷、六氟化硫等，根据其化 学式原子构成不同其性能特点及运用之处也不尽相同。
例如四氟化碳可以供应很高 的蚀刻速率，但对多晶硅的选择比很低；三氟甲烷、二氟甲烷除了作为主蚀刻剂外， 还可用作其它主蚀刻剂的赞助气，调节氟/碳比。

前辈封装中，TSV 工艺对蚀刻气体需求增加。
在 TSV 工艺通孔环节中，Bosch 刻蚀技能因其良好的刻蚀速率均匀性以及博识宽比刻蚀能力被广泛运用。
Bosch 刻蚀 分为刻蚀和钝化两个循环周期，在刻蚀周期，通过 SF6 与 Si 的短暂打仗完成一次纵 向刻蚀；在钝化周期，C4F8 在等离子体中形成氟化碳类高分子聚合物，沉积在 Si 表 面上以形成一层钝化膜，防止 SF6 与 Si 连续反应。
由此可以看出，TSV 工艺对蚀刻 气体的性能提出了新的寻衅。

环球刻蚀气体市场规模稳健增长。
根据 QYResearch 预测，2029 年环球刻蚀气 体市场规模将从 2022 年 7.85 亿美元增长至 14.26 亿美元，2022 至 2029 年年均复合 增长率达到 8.6%。
后续随着半导体前辈封装家当不断发展，有望带动蚀刻气体需求 持续上升。

蚀刻气体家当呈现出高度集中的特点。
环球高纯蚀刻气体市场紧张集中在中日 韩及欧美各地区，行业的核心企业包括 Linde 和 SK Materials 等，这两家公司合计占 据了环球市场约 24%的份额。
环球领先的公司除上述两家以外，还包括 Kanto Denka Kogyo、ADEKA、中船派瑞特气、Merck (Versum Materials)、Showa Denko、Nippon Sanso、Hyosung、Air Liquide 等。
在环球市场中，排名前十位的企业共同霸占约 71% 的市场份额。

海内企业在刻蚀气体国产替代方面取得了一系列打破。
近年来随着中国半导体 家当的快速发展以及政府对半导体自主可控的强调，海内企业开始加大在电子特气 研发和生产方面的投入，以实现对高端电子特气的国产替代。
例如华特气体、中船 特气、金宏气体等在电子刻蚀气体领域均取得了关键的技能打破，并开始逐步替代 入口产品。

2.3、 电镀液

电镀工艺广泛运用于芯片制造和封装，电镀液是核心原材料。
前端制造过程的 电镀是指在芯片制造和封装过程中，将电镀液中的金属离子电镀到晶圆表面形成金 属互连的工艺；后端封装的电镀是指在芯片封装过程中，在三维硅通孔、重布线、 凸块工艺中进行金属化薄膜沉积的过程。
电镀液作为电镀工艺的核心原材料，紧张 由加速剂、抑制剂及整平剂组成，通过不同组分相互浸染，能够实现从下到上的填 充效果以及改进镀层晶粒、外不雅观及平整度。

晶圆制造方面，随着制程越来越前辈，芯片铜互连成为主流技能。
芯片铜互连 的制造工艺是在晶圆的沟槽上采取电镀的方法沉积、添补铜金属的工艺，铜互连工 艺具有更低的电阻率、抗电迁移性，能够知足芯片尺寸更小、功能更强大、能耗更 低的技能性能哀求。

前辈封装方面，凸块电镀、再分布线、硅通孔（TSV）电镀等是超越摩尔定律 的关键。
为了进一步提高集成电路性能，须要缩短晶圆间、晶圆与印刷电路板间连 线间隔，因此超越摩尔技能变得越来越主要，三维硅通孔、重布线、凸块工艺等先 进封装工艺也因此开始大规模利用。
而这三种封装工艺都须要进行金属化薄膜沉积， 这将显著拉动干系电镀液的需求，如铜、镍、锡、银、金电镀液等。

需求方面，估量 2029 年环球电镀液发卖额将达 12.03 亿美元，我国将达 3.52 亿 美元。
随着前辈逻辑器件节点带来的互连层的增加，前辈封装对重新布线层和铜柱 构造运用的增加，以及广泛利用铜互连技能的半导体器件整体增长，带动了电镀液 及其添加剂市场的增长。
根据 QYResearch 统计数据，2022 年环球高纯电镀液市场 规模为 5.87 亿美元，同比+11.89%，估量 2029 年将增长至 12.03 亿美元，2022-2029 年均复合增速将达到 10.79%。
我国 2022 年高纯电镀液的市场规模为 1.69 亿美元， 2021 年电镀液及配套试剂需求量为 2.15 万吨。
估量 2029 年市场规模将增长至 3.52 亿美元，2022-2029 年均复合增速将达到 11.05%，环球市场份额占比也将增长至 29.23%。

需求构造方面，铜电镀液占比最高达 65.13%。
从产品类型和技能的角度来看， 铜电镀液霸占行业主流，2022 年需求占比达 65.13%，其次为锡电镀液和金电镀液， 占比分别为 11.90%和 5.45%。
QYResearch 估量，2023-2029 年各种型电镀液将保持 相对稳定的格局，市场份额比重变革不大。
从产品下贱运用的角度考虑，半导体用 高纯电镀液霸占绝大多数市场份额，2022 年需求占比达 81.53%。
其次为太阳能用高 纯电镀液，2022 年需求占比为 7.01%。

从供给端来看，电镀液市场份额依旧被国外企业霸占，我国度当升级急迫。
目 前环球紧张电镀液生产商为 Umicore、MacDermid、TANAKA、Japan Pure Chemical 和 BASF 等，根据 QYResearch 统计，2022 年五大厂商市场发卖额合计达到 4.08 亿 美元，占环球高纯度电镀液市场规模的 69.49%，行业依旧呈现寡头垄断格局。
我国 方面，目前海内企业生产的电镀液下贱运用依旧以传统封装为主，晶圆制造和前辈 封装依旧被外国企业所霸占，因此我国电镀液家当升级需求急迫。

中国电镀液行业的竞争格局正在经历由依赖入口向国产化转变的主要阶段。
国 内企业积极投身于电镀液的研发和生产，以实现对关键技能和高端产品的国产替代。
目前以上海新阳为代表的厂商正不断开拓新一代电镀产品并逐步开拓市场进行客户 导入，以捉住未来前辈封装领域带来的巨大机遇。

2.4、 靶材

靶材为薄膜制备技能中的关键原材料。
在超大规模集成电路的制造过程中，溅 射工艺作为物理气相沉积（PVD）技能的一种主要办法被广泛运用于电子薄膜材料 的制备中。
该技能通过利用离子源天生的离子，在高真空环境下经由加速后形成高 速离子束流对固体表面进行轰击。
此过程中，离子与固体表面原子之间发生动能交 换，导致固体表面原子分开并在基底上沉积形成薄膜。
作为溅射过程中被轰击的固 体即为用于沉积薄膜的原材料，称之为溅射靶材。

溅射靶材的种类繁多，即便是相同类型的溅射靶材，亦存在多种规格。
根据不 同的分类标准，溅射靶材可以被划分为多少种别。
例如根据化学身分划分，靶材可 以分为金属靶材、合金靶材以及陶瓷化合物靶材，而合金靶材具有不同于单一金属 材料的物理和化学特性，如改进的机器强度、耐堕落性或特定的电磁特性等。

靶材终端运用以平面显示、半导体集成电路领域为主，包含针对各种市场需求 利用封装好的元器件制成面向终极用户的产品，如汽车电子设备、智好手机、平板 电脑以及家庭电器等消费电子产品。
此外，靶材在终端运用也包括太阳能电池的制 备、光学薄膜的镀覆、工具的性能改进及高端装饰品的制作等方面，运用技能涉及 领域广泛，展现出多样化的特点。
在半导体领域中，靶材紧张用于晶圆的制造和封装过程。
在半导体靶材溅射镀 膜后，须要将镀膜硅片切割并进行芯片封装，该步骤涉及将电路通过导线与外部接 口连接，以实现与其他电子组件的互连。
封装过程不仅保护了芯片，也将其与外部 环境隔离，避免空气中的污染物侵蚀芯片电路，从而保障了其导电性能。

半导体芯片行业是金属溅射靶材的紧张运用领域之一，也是对靶材的身分、组 织和性能哀求最高的领域。
信息技能的迅猛发展推动了集成电路集成度的持续提升 以及电路中单元器件尺寸的逐渐缩小，这对溅射靶材的需求产生了直接影响。
在集 成电路的每个单元器件中，无论是衬底、绝缘层、介质层、导电层还是保护层，溅 射镀膜工艺均扮演了不可或缺的角色，由此可以看出溅射靶材是集成电路制备过程 中的关键原材料。
用于集成电路领域镀膜的靶材紧张涵盖铝、钛、铜、钽、钨钛等 多种材料，这些靶材常日哀求具有极高的纯度，一样平常达到 5N（99.999%）或更高。

环球半导体靶材市场持续稳健增长，中国市场增速超过环球均匀水平。
2022 年 环球半导体用靶材市场的总值达到 18.43 亿美元，同比+8.73%，且在 2017 至 2022 年间年均复合增长率 CAGR 保持在 8.27%，表现出稳定的增长趋势。
2022 年中国的 半导体材料市场总值为 21 亿元，估量 2023 年将达到 23.50 亿元，同比+11.90%，2018 至 2022 年间的年均复合增长率 CAGR 达到 8.78%，高于环球均匀增速。

从国外市场来看，呈现出高度集中的竞争格局。
溅射镀膜技能源自国外，对溅 射靶材的性能和专业运用提出了高标准哀求。
代表性企业如日矿金属、霍尼韦尔、 东曹、普莱克斯等厂商较早进入此领域，在环球溅射靶材市场中霸占领先地位，掌 握约 80%市场份额。
从海内市场来看，内外资企业呈现出五五开的竞争格局。
海内 靶材市场中，外资企业霸占 50%的市场份额，而以江丰电子、有研新材为主的内资 企业霸占海内市场份额的 48%，冲破了美日企业在该领域的长期垄断，对推动我国 实现国产替代具有主要意义。

海内靶材厂商已开始打破一系列技能壁垒，实现对部分关键靶材的国产化。
国 内企业如江丰电子已能够生产出知足国内外半导系统编制造企业需求的多种靶材产品， 包括铜靶、钛靶、铝靶等，这些产品已被广泛运用于集成电路制造、平板显示生产 等领域。
估量随着海内企业技能实力的进一步增强和市场竞争地位的提升，中国将 在环球半导体用靶材市场中霸占更主要的位置。

2.5、 CMP 材料&临时键合胶

化学机器抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）是一种用于处理硅晶圆 或其他衬底材料的表面平坦化技能。
CMP 设备包括抛光、洗濯和传送三个模块。
在 抛光过程中，抛秃顶将晶圆的待抛光面与粗糙的抛光垫打仗，并通过让研磨液添补 在研磨垫的空隙中，使圆片在研磨头的带动下高速旋转，与研磨垫和研磨液中的研 磨颗粒相互浸染，实现全局平坦化。
由于当前集成电路元件采取多层立体布线，因 此集成电路制造的前道工艺须要进行多次循环，并且随着芯片尺寸的减小，对表面 平整度的哀求也越来越高。
在这个过程中，CMP 技能是实现晶圆表面平坦化的关键 工艺，也是推进集成电路制造中工艺节点升级的主要环节。

CMP 超越传统平面化技能，是目前险些唯一的可以供应全局平面化的技能。
CMP 技能最早涌如今 1965 年，当时提出了以二氧化硅为抛光浆料的 CMP 技能。
在 此之前，半导体基片的抛光紧张以机器抛光为主，采取诸如氧化镁、氧化锆等机器 抛光方法，得到的表面损伤极其严重。
而利用 CMP 硅片平坦化技能能够极大的提高 抛光精度、抛光速率和抛光毁坏深度等方面，而且加工方法大略，本钱低廉，也是 目前险些唯一能够实现全局平坦化的技能。

CMP 在硅片制造、前道工艺以及后道工艺中均有运用，个中集成电路制造是 CMP 工艺的紧张运用处景。
在硅片制造环节中，经由刻蚀、离子注入等工艺后，硅 片表面会涌现不平整和多余的表面物质，通过 CMP 来实现硅片表面的平坦化。
在集成电路制造过程中，CMP 紧张用于多层立体布线中的平坦化，确保各层之间的良好 连接和旗子暗记传输。
在封测环节中，CMP 工艺被广泛运用于前辈封装领域，包括硅通 孔（TSV）技能、扇出（Fan-Out）技能、3DIC 等都将用到大量 CMP 工艺。

CMP 抛光步骤随着晶圆制造技能进步而不断增加，CMP 抛光材料用量也与晶 圆芯片制程变革高度干系。
逻辑芯片方面，14 纳米以下逻辑芯片哀求的 CMP 工艺 将达到 21 步，利用的抛光液将从 90 纳米的五六种抛光液增加到二十种以上，利用 种类和用量都迅速增长；7 纳米及以下逻辑芯片工艺中 CMP 抛光步骤将会达到 30 步及以上，利用的抛光液种类靠近三十种。
存储芯片方面，在由 2DNAND 向 3DNAND 发展的过程中，抛光步骤从 7 步提升到了 15 步，提升了两倍之多，并且 3DNAND 堆叠层数也会带动 CMP 抛光材料的需求。

前辈封装的运用使 CMP 从晶圆制造前道工艺走向后道工艺。
在封装领域，传 统的 2D 封装并不须要 CMP 工艺，但随着系统级封装等新的封装办法的发展，涌现 了倒装、凸块、晶圆级封装、2.5D 封装和 3D 封装等前辈封装技能。
个中 TSV 技能 通过铜、钨、多晶硅等导电物质的添补，实现硅通孔的垂直电气互连，是实现芯片 之间互连的最新技能，也是继线键合（Wire Bonding）、TAB 和倒装芯片（FC）之后 的第四代封装技能。
并且由于 TSV 技能中须要将 CMP 工艺用于 TSV 背面金属的露 出，为背面互连的加工做好准备，故将 CMP 从前道工艺带入到了后道工艺之中， 进一步加大了 CMP 抛光材料的需求。

在 CMP 材料中，抛光垫与抛光液市场份额占比总和超过 80%，代价最高。
根 据 SEMI 统计，在晶圆制造材料中，CMP 抛光材料份额占比 7.1%。
而 CMP 抛光材 料又包括抛光液、抛光垫、调节剂、洗濯剂以及其他添加剂，个中抛光液和抛光垫 分别霸占 CMP 材料 49%和 33%的市场份额。
其次为调节剂和洗濯液，紧张用于去除 残留在晶圆表面的微尘颗粒、有机物、无机物、金属离子、氧化物等杂质。

2.5.1、 抛光垫

抛光垫是 CMP 实现平坦化的核心部件。
抛光垫是一种优柔疏松的材料，一样平常 由聚氨酯、聚乙烯构成，其表面常日有许多小孔，可以容纳抛光液。
抛光垫的浸染 紧张有存储和运输抛光液、排出抛光过程中产生的废物、去除机器负钱袋管抛光的 平稳进行。
抛光垫的参数指标，如材质硬度、弹性、压缩比等都起到主要浸染，同 时，其表面构造和表面粗糙度可通过影响抛光液流动和分布，来影响抛光效率和平 坦性指标。

抛光垫品类丰富。
抛光垫根据是否含有磨料可分为磨料抛光垫以及无磨料抛光 垫；根据基材可分为聚氨酯抛光垫、无纺布抛光垫和复合型抛光垫，个中聚氨酯抛 光垫为目前主流的抛光垫种类，它的聚合物对抛光面适应性好、种类多因而加工性 好、本钱较低，但是聚氨酯垫片硬度高，适宜粗抛；根据表面构造可分为平面型抛 光垫和网格型抛光垫。

环球 CMP 抛光液、抛光垫市场规模创新高。
抛光垫方面，随着环球晶圆厂产 能不断提高以及前辈制程工艺的快速发展，环球抛光垫市场增长速率可不雅观。
根据 TECHCET，2021 年环球 CMP 抛光材料市场规模达到 30 亿美元，个中抛光垫市场 规模达到 11.3 亿美元，2016-2021 年 CAGR 达到 11.69%。
中国 CMP 抛光垫 2016-2021 年市场规模从 8.10 亿元增长到 13.13 亿元，CAGR 达到 10.15%，基本与环球增速保 持同等。

从竞争格局来看，环球抛光垫方面市场呈现寡头垄断的格局。
美国陶氏杜邦市 占率达到 76%，其他依次为 Cabot（12%）、Fujibo（6%）、TWI（3%）等，基本为美 日企业所垄断。
海内厂商以鼎龙股份为代表，在 CMP 抛光垫产品方面，公司是海内 唯一一家全面节制 CMP 抛光垫全流程核心研发技能和生产工艺的 CMP 抛光垫供应 商，确立 CMP 抛光垫国产供应行业领先地位。

从抛光垫产品布局来看，外洋厂商各有专攻。
个中，Cabot 公司紧张以聚氨酯类 抛光垫为主，可定制精确的硬度、孔径、可压缩性和凹槽图案；陶氏杜邦公司可以 供应全系列的可定制抛光垫产品，其最早推出的 IC1000 抛光垫已经成为抛光垫行业 的测试标准；Fujibo 以聚氨酯及无纺布类抛光垫及背垫为主。

2.5.2、 抛光液

抛光液是一种水溶性试剂，紧张组成身分有研磨粒子、氧化剂和其他一些化学 试剂。
磨料可以是二氧化硅、氧化铝或其他硬质材料；氧化剂可以是过氧化氢、高 锰酸钾或其他强氧化剂；其他化学试剂可以是表面活性剂、络合剂或其他化学物质。
个中磨料起到机器磨削的浸染，是决定抛光液性能的关键质料。
在抛光过程中，抛 光液与硅片表面材料产生化学反应，在其表面产生一层薄膜，后由抛光液中的研磨 粒子在按压和摩擦的浸染下将其去除，终极实现抛光。

抛光液种类繁多，定制化产品居多，研磨粒子是关键。
根据运用领域的不同， 大致分为硅抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、钴抛光液、层间介质层抛光 液、浅槽隔离层抛光液和 3D 封装硅通孔抛光液。
在集成电路制造抛光的过程中，晶 圆厂会根据每一步晶圆芯片平坦度的加工哀求，选择符合去除率和表面粗糙度等相 关指标哀求的 CMP 抛光液，来提升其良率，因此研磨液中的研磨粒子是关键。

环球 CMP 抛光液市场规模稳健增长。
根据 TECHCET，2022 年环球抛光液市场 规模达到 20 亿美元，同比+5.82%，估量 2021-2025 年复合增长率为 6%。
2023 年国 内CMP抛光液市场规模估量将达到23亿元，估量2023-2028年复合增长率达到15%， 显著高于环球市场复合增速，紧张得益于中国晶圆产能的快速增长。

从竞争格局来看，环球市场产品集中度较高，紧张由美日企业所长期垄断，2020 年霸占超过 65%的市场份额。
个中 Cabot 微电子占比第一，达到 36%，其他依次为 Hitachi（15%）、Fujimi（11%）、Versum（10%）。
海内厂商则以安集科技为代表，逐 步打破国外垄断奋起直追，2020 年霸占环球抛光液市场 2%的份额，2021 年霸占国 内 30.8%的市场份额。

海内抛光材料龙头已实现大部分 CMP 抛光产品的国产替代。
随着中国半导体 家当的快速发展，对 CMP 抛光材料的需求也不断增加。
目前，中国已经有一批具有 一定规模和实力的 CMP 抛光液企业，如鼎龙股份、安集科技等，在成熟制程领域已 经实现了 CMP 材料的国产替代，并在前辈制程领域也取得了一定的打破。

2.5.3、 临时键合胶

临时键合技能被广泛运用于半导体前辈封装中，临时键合胶是核心材料。
临时 键合/解键互助为超薄晶圆减薄、拿持的核心技能，通过将器件晶圆固定在承载晶圆 上，可为超薄器件晶圆供应足够的机器支撑，担保器件晶圆能够顺利安全地完成后 续工艺制程，如光刻、刻蚀、钝化、溅射、电镀和回流焊等。
在前辈封装制程快速 发展确当下，临时键合/解键合技能已经得到大力发展并广泛利用到了晶圆级封装 (WLP)领域，如 PoP 层叠封装、扇出型封装、eWLB、硅通孔(TSV)、2.5D/3D 封装等。
随着前辈封装的快速发展，临时键合的关键材料临时键合胶的需求也有望快速提升， 市场增量空间可不雅观。

环球临时键合胶市场估量将稳步发展。
随着信息技能的迅速发展，对付更加先 进的半导体封装技能的需求也在增加，这直接推动了对临时键合胶市场的需求增长。
根据 QYResearch 数据显示，2022 年环球 TBA 市场规模为 13 亿元，估量 2029 年将 达到 23 亿元，自 2022 年至 2029 年年均复合增长率 CAGR 为 8.2%，呈现出稳健增 长态势。

环球临时键合胶市场外资高度垄断。
环球临时键合胶市场的紧张参与者包括 3M、 Daxin Materials、Brewer Science、AI Technology、YINCAE Advanced Materials、Micro Materials、Promerus 和 Daetec 等，前三大厂商霸占环球约 40%市场份额。
鉴于我国 大陆地区临时键合胶行业起步韶光较晚，目前实现规模化量产的企业数量较少，基 本处于外洋垄断的竞争格局。

海内企业加快临时键合胶布局。
临时键合胶市场长期以外资龙头企业 3M、达兴 材料所垄断，近些年海内上市公司以鼎龙股份、飞凯材料为主正加紧临时键合胶的 产品开拓与客户验证导入事情，对推动临时键合胶实现国产替代具有主要意义。

2.6、 环氧塑封料&硅/铝微粉

2.6.1、 环氧塑封料

环氧塑封料以其精良的保护性能和电气特性，成为电子封装领域不可或缺的材 料。
环氧树脂模塑料（Epoxy Molding Compound，EMC）是一种用于封装半导体的 热固性化学材质，其根本身分为环氧树脂，采取高性能酚醛树脂作为固化剂，并融 合了硅微粉等添补材料及多种助剂制备而成。
其核心浸染在于防护半导体芯片免受 外部环境成分（如水分、温差、污染物等）的侵扰，并供应综合性能如导热、电绝 缘、抗湿性、耐压力以及支撑等。

针对不同的下贱封装技能、运用领域及性能需求，环氧塑封料可细分为根本类、 高性能类、前辈封装类以及其他特定运用类。
根本型环氧塑封料紧张适用于 TO、 DIP 等传统封装办法，广泛运用于消费电子产品和家庭电器等领域；而高性能型环 氧塑封料则多用于 SOD、SOT、SOP 等封装形式，其特点为极低的应力水平、精良 的粘接能力和卓越的电性能或高度可靠性，这类产品的紧张运用领域包括消费电子、 汽车电子和新能源等。

随着半导体芯片向更高的集成度和功能多样化发展，环氧塑封料制造厂商需不 断开拓新产品来知足下贱客户日益增长的繁芜性能需求。
尤其是随着 2.5、3D、HBM 堆叠层数的增加，对环氧塑封综合性能哀求更高。
因此，针对不同世代的封装技能， 必须定制开拓特定的产品配方，这一过程涉及到风雅的原材料选择与配比调度。
生 产过程中的关键工艺参数，如加料顺序、稠浊温度、混炼韶光以及搅拌速率等，对 于不同的产品线均有所差异，导致各种环氧塑封料在物理化学性子、加工特性及最 终运用效能等方面互异，业界称之为“一代封装，一代材料”。

伴随着信息技能的持续进步以及电子产品的发展，环球半导体市场正在稳步扩 展，从而带动环氧塑封料的需求逐年攀升。
根据 QYResearch 调研团队发布的《2023-2029 年环球半导体用环氧塑封料市场研究报告》，估量至 2029 年，环球半导 体用环氧塑封料的市场规模将从 2022 年的 20.97 亿元增长至 31.70 亿元，期间复合 年增长率 CAGR 为 4.7%。

海内包封材料市场与环氧塑封料市场同步发展。
封装用材料，尤其是包封材料， 构成了芯片封装的关键组成部分，在传统与前辈封装技能中皆扮演着相称主要的角 色。
截至 2022 年，中国的包封材料市场规模已达到 77.2 亿元，过去五年的复合年增 长率 CAGR 保持在 5.8%，在此范畴内，环氧塑封料占包封材料的市场份额超过了 90%。
进一步细分来看，传统封装用环氧塑封料霸占全体环氧塑封料市场的 93%。

环球半导体用环氧塑封料市场以外资企业为主。
依据 QYResearch 头部企业研究 中央剖析，环球在半导体领域中利用的环氧塑封料的紧张生产商包括住友电木 （Sumitomo Bakelite）、昭和电工（Showa Denko）、松下（Panasonic）、京瓷（Kyocera）、 信越化学（Shin-Etsu Chemical）、长春集团（Chang Chun Group）、KCC、三星 SDI （Samsung SDI）、永泽化学（Nagase ChemteX Corporation）以及华为新材料（Hysol Huawei Electronics）等。
2022 年上述前十大头部企业在环球环氧塑封料市场中共同 霸占了约 63%的份额。

海内环氧塑封料厂商立足传统封装，积极布局前辈封装领域。
在中高端半导体 封装材料市场长期受到外资企业掌握的现状下，海内生产商从传统封装领域出发， 逐渐扩展其市场份额，并且积极向前辈封装技能领域进军，促进了高端产品向家当 化方向的发展。
在传统封装技能方面，海内企业在高性能产品领域的市场霸占率持 续增长，已经在长电科技、华天科技等主流封装企业中，实现了对部分入口产品的 替代。
在前辈封装技能方面，领先的海内企业的产品已经得到了长电科技和通富微 电等有名客户的认可，并已开始小规模生产和发卖；同时，其它干系产品也正在逐 步通过客户评估验证，预期将逐渐步入家当化阶段。

2.6.2、 硅微粉/铝微粉

硅微粉是一类用场广泛的无机非金属材料。
硅微粉作为一种风雅加工的二氧化 硅粉末材料，其制备过程包括以结晶石英或熔融石英作为起始质料，并通过研磨、 精密分级和杂质去除等一系列工艺步骤。
该材料因具备高温耐受性、卓越的绝缘特 性、低热膨胀系数及良好的热导性，而被视为一种高性能的无机非金属功能性添补 剂。
硅微粉在浩瀚运用领域都有广泛的用场，包括但不限于覆铜板、环氧塑封料、 电工绝缘材料、粘合剂、陶瓷和涂料制造等。

硅微粉产品作为一类卓越的前辈无机非金属矿物功能性填料，表现出一系列杰 出的物理属性，包括高耐温性、卓越的电绝缘能力、低线性膨胀系数、优秀的热导 性以及低介电常数和低介电损耗。
这些特性能够显著提升下贱产品的干系物理性能， 如增强散热效果、减少膨胀系数和增强机器强度。
因此，在覆铜板、环氧塑封料、 电工绝缘材料、胶粘剂等关键运用领域，硅微粉依托其多项突出的性能，充当着关 键的功能填料角色。

硅微粉是环氧塑封材料中无机填料的首选材料。
环氧塑封料常日由 60-90%的填 充材料、不超过 18%的环氧树脂、不超过 9%的固化剂以及大约 3%的其他添加剂 构成。
目前所利用的无机添补物险些全是硅微粉，其含量可能高达 90%。
硅微粉在 作为添补物时，降落了塑封料的热膨胀系数，提高了热传导能力，降落了介电常数， 并且因其环保和阻燃特性、减少内部应力、防潮浸染以及增强塑封料强度而被广泛 利用，同时有助于降落封装本钱。

海内外硅微粉市场规模不断增长，发展空间广阔。
根据 Mordor Intelligence 数据 显示，环球硅微粉市场在 2021 年的规模约为 39.6 亿美元，预测至 2027 年将达到 53.3 亿美元，年均复合增长率 CAGR 为 5.1%。
同时，新思界家当研究中央发布的研究报 告指出，中国在 2021 年的硅微粉市场规模约为 24.6 亿元，估量到 2025 年市场规模 将增至 55 亿元，年复合增长率 CAGR 高达 22.3%。

日本企业在球形硅微粉领域的市场份额超过 70%，表现出明显的市场主导地位。
在环球范围内，硅微粉的生产与供应紧张集中于日本、美国和中国的企业。
特殊是 在高端硅微粉，尤其是球形硅微粉的制造与运用领域，日本企业凭借早期的市场进 入上风和技能障碍，稳固其行业领先地位。
电化株式会社、日本龙森公司和日本新 日铁公司这三大企业共占环球球形硅微粉市场约 70%的份额，日本雅都玛公司更是 垄断了 1 微米以下的球形硅微粉市场。

球形氧化铝是一种通过特定工艺处理后，形成球状颗粒的氧化铝材料。
它具备 了高度的均一性、流动性以及特定的物理和化学稳定性。
由于其球形构造，这种材 料在提高添补物分散性和降落粘结剂用量方面表现精良，同时也能增强终极产品的 机器强度和热稳定性。
球形氧化铝因此被广泛运用于高温耐火材料、陶瓷、研磨材 料、涂料、塑料及橡胶增强添补等多个领域，特殊是在前辈陶瓷和电子封装材料中， 球形氧化铝由于其精良的性能而成为了一种主要的工业材料。

角形氧化铝和球形氧化铝的紧张差异在于其物理特性以及技能难度，这些差异 直接影响它们在各自运用处景中的表现。
角形氧化铝，由于其具有较尖锐的边缘和 角度，常日用于磨料、研磨和抛光材料，以及某些特定的耐火材料中，生产技能难 度一样平常。
比较之下，技能难度较高的球形氧化铝因其球状的形态，具有更好的流动 性和添补性，能够在材料中均匀分布，减少空隙，从而提高材料的密度和均一性。
在前辈封装领域中，球形氧化铝可作为添补材料，增强封装材料的热导性、机器强 度和电绝缘性能，同时保持较低的热膨胀系数，确保电子器件在热循环过程中的可 靠性和稳定性。

海内外球形氧化铝市场规模估量将保持高速增长。
依据高工家当研究院的统计 数据，估量从 2022 年至 2025 年，环球球形氧化铝导热材料市场的年均复合增长率 CAGR 将达到 28.2%，并且市场规模在 2025 年将达到 54 亿元。
在中国市场，2022 年球形氧化铝导热粉体的市场规模达到 7.5 亿元，同比+41.5%。
中国在环球球形氧 化铝导热粉体市场中的份额逐年增加，2022 年达到了 29.3%。
估量到 2025 年，中国 球形氧化铝导热粉体的市场规模将增至 21 亿元，届时在环球市场中的份额估量将升 至 38.9%。

海内外球形氧化铝导热粉体市场的竞争环境较为稳定，主导企业集中在中日两 国。
依据高工家当研究院的数据，2022 年日本电气化学、百图股份在环球球形氧化 铝导热粉体市场等分别约霸占 23%、15%的市场份额，霸占环球前二。
同样根据高 工家当研究院的数据，2022 年中国球形氧化铝导热粉体的总出货量达到 2.75 万吨， 百图股份在中国市场的份额达到 36%，位居行业领先地位。
行业前三家企业的总出 货量占比达到 65%，表明市场集中度较高。

海内厂商大力开拓，微粉国产替代进程加速。
近些年海内厂商冲破之前高纯度 硅微粉市场在很大程度上依赖于入口的垄断状态，尤其是在哀求严格的电子封装材 料领域。
海内头部厂商如联瑞新材、百图股份等推出多种 Low- 硅微粉以及球形氧 化铝产品，积极推动客户送样验证以及后续产能扩充，对推动国产化替代具有主要 意义。

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精选报告来源：【未来智库】。
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