要说过去两年,半导体最火的无疑是和AI相关的GPU;那么未来几年,半导体设备行业最值得关注的新方向,很可能就是面板级封装。
很多人可能没听过这个名字,但资本早就已经开始行动了。最近一年,从国内北方华创、华海清科、盛美上海,到海外ASML、应用材料、TEL、KLA等设备企业,都开始围绕面板级封装推出新设备。
为什么?
因为AI芯片越来越大,传统晶圆封装开始不够用了。随着AI越来越强大,对芯片的要求越来越高,芯片就越来越大。过去几十年,半导体行业无论是制程还是封装都是围绕晶圆展开的,基本都是300毫米圆形晶圆。 但AI时代来了以后,情况发生了变化。
以英伟达最新AI GPU为例,一颗芯片往往需要与多颗HBM高带宽存储共同封装,封装面积越来越大,工艺越来越复杂。目前最主流的先进封装方案,就是台积电推出的CoWoS。
根据市场数据,CoWoS已经成为当前AI芯片最重要的先进封装技术之一,广泛应用于英伟达、AMD、谷歌等高性能AI芯片。数据显示,2026年第一季度全球半导体设备销售额达到365.5亿美元,同比增长14%,创下同期历史新高。
先进封装已经成为设备投资增长最快的领域之一,AI越火,封装需求越旺,但新的问题也来了。
芯片本身是方的,但晶圆却是圆的。 所以每做一块芯片,总会浪费掉边缘不少面积。
如果把圆形晶圆换成矩形面板,会怎样?这就是面板级封装(PLP)。
简单来说,就是把原来放在圆形晶圆上的封装流程,搬到更大的矩形玻璃或有机面板上。例如一块610mm×457mm的标准面板,面积约为300毫米晶圆的4倍。不仅一次可以生产更多产品,而且矩形芯片在矩形面板上的排布更加紧密,材料利用率也明显提高。
业内普遍认为,随着AI芯片尺寸不断增大,PLP有望进一步降低先进封装成本,提高产能利用率。所以不少机构把它看成下一代先进封装的重要方向。
事实上,国际设备厂商布局比很多人想象得更早。例如美国Onto Innovation推出了专门针对面板级封装的JetStep系列曝光设备,可处理大尺寸面板翘曲和芯片偏移问题。ASML、尼康、佳能、SCREEN等公司,也陆续推出适用于大尺寸封装的新产品。
不仅如此,应用材料(Applied Materials)、泛林集团(Lam Research)、东京电子(TEL)、KLA等全球半导体设备巨头,都已经把面板级封装纳入先进封装战略。他们看中的,不只是今天的市场,而是未来十年。
相比过去很多新技术需要追赶,这一次国产厂商明显准备得更早。
第一家:华海清科
华海清科主要做CMP设备,CMP是先进封装中最重要的工艺之一,就是把封装表面磨平。如果平坦度不够,后续层层堆叠都会受到影响。2026年,华海清科宣布,自主研发的510×515毫米板级CMP设备Master-P510APEX获得国内先进封装客户量产订单。是国内公开披露的板级CMP量产设备重要突破之一。
第二家:北方华创
北方华创今年动作非常快。先后发布了面板级封装PVD设备、PIQ设备,以及600×600毫米板级Descum去胶设备。其中,Descum主要负责去除光刻胶残留,看似不起眼,却直接影响产品良率。为了适应大尺寸基板,北方华创采用动态电极调节、主动温控等方案,使整个板面的去胶更加均匀。
第三家:盛美上海
先进封装离不开电镀。RDL重布线、玻璃通孔、铜柱制造,都需要电镀设备。2025年,盛美上海交付首台水平式面板电镀设备。随后,公司又获得海外头部封装企业面板级先进封装清洗设备订单。目前,其设备已支持310毫米、510毫米以及600毫米等多种面板规格。
第四家:激光设备厂商
玻璃基板是未来面板级封装的重要材料。而玻璃必须先打孔,这个工艺叫TGV,目前,大族半导体、帝尔激光等企业均已推出相关设备,并实现面板级玻璃通孔设备交付。
根据SEMI预计,AI、高性能计算和先进封装将继续推动全球半导体设备投资保持高位。未来几年先进封装市场仍将保持较快增长,先进封装在整个封装市场中的占比持续提升,而面板级封装有望成为其中增长最快的新方向之一。
当然,目前行业仍处于产业化初期。良率、标准化、材料体系以及EDA工具等方面,还有不少挑战。尤其不同厂商采用的面板尺寸并不统一,导致设备标准尚未完全建立。因此,短期内仍以客户验证、小批量导入为主。真正的大规模放量,还需要时间。
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