半导体设备国产化迎黄金浪潮,封测设备赛道也“钱途”无量

2022-08-10

最近,据美国媒体彭博社报道,为激励本土半导体行业发展,美国将进一步收紧对中国出口14nm及以下更先进制程的芯片制造设备。

这一举措,必然会使得中国半导体行业受到长期的利益影响,但也将成为激发中国加快科研的动力,或将有效打破国内长期奉行的“拿来主义”,进一步加速半导体设备国产化的进程。

半导体设备是实现半导体制造工艺的媒介工具,在硅片制备、前道晶圆制造和后道封装测试的各个环节均发挥重要作用。


往往大家更多关注、投入研究的是光刻机等半导体前段核心设备,事实上,我国半导体设备被“卡脖子”的除了光刻机等晶圆制程设备外,半导体封装设备国产化同样不容忽视。


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01 封测设备国产化现状

我国是世界公认的封测大国,全球前十大封测企业有三家在中国大陆。根据中国半导体行业协会统计,2021年中国封测产业规模为2763亿元,同比增长10.1%。

反观我国封测设备国产化情况令人堪忧!

中国国际招标网数据统计显示,封测设备国产化率整体上不超过5%,个别封测产线国产化率仅为1%,大幅低于制程设备整体上10%-15%的国产化率。尤其是封测中几个核心设备,例如IC级固晶机、焊线机、分选机等国产化率极低。


极强的封测产业能力,与奇低的封测设备国产化,形成强烈对比,不仅是中国封测产业“大而不强”的尴尬,更是中国半导体行业另一把“悬顶之剑”。


02 封测设备国产化市场

随着芯片制程达到物理极限,摩尔定律开始失效,光刻工艺进展愈加缓慢,封装领域将成为半导体制造技术突破的重点。各种先进封装制程、高精密封装制程应运而生,先进封装设备需求升级也将成为半导体设备厂商竞争的关键。

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据中国国际采招网数据,2021年封测设备综合国产率约为10%,预计2025年我国封测设备国产化率将达20%,若按2020年全球封测设备市场规模98.6亿比例对封测设备国产化市场规模做拆分,预计2025年中国大陆封测设备国产化市场空间约为15.83亿美元。


03 中高端封测设备的核心

纵观后段的封测核心设备,IC级的贴片机、固晶机、引线键合机、分选机等国产化低、技术难度高,这些设备的共性都是在作业过程中需要高速高精的运动控制,电机作为这些高精密设备的核心部件,在控制、算法等方面要求极高。

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国内半导体设备行业,长期缺乏独立自主研发核心部件的制造商,从而导致国产半导体设备难以突破技术瓶颈,一直徘徊在封测设备低端市场。

近年,面对半导体封装设备国产化亟待解决的情况,国内核心部件制造商逐步发展起来。国奥科技自主研发的二自由度直线旋转电机,很大程度上弥补了国内封测设备国产化中高端电机的市场需求,有望替代进口核心电机部件。

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国奥直线旋转电机将直线电机和旋转电机“合二为一”,能有效解决两种不同种类电机整合在一个系统中所带来的电磁干扰与耦合问题,简化机械结构,极大提高系统作业精度和设备动静态性能。


04 国奥科技电机为封测设备国产化发力

国奥科技的电机具有高速、高频、高响应等优点,能够快速计算级联控制任务,并以超高精度测量控制电流、位置和速度,区别于国内其他“直线旋转电机”,国奥科技电机能为固晶、贴片等封装设备提供更柔性、更精准的自动化解决方案。

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以封装中核心的Die Bonder(固晶机)为例,固晶机是一种高速高精的光机电一体化的设备,广泛应用于各种芯片封装固晶环节。

在半导体行业中,不同领域对固晶机的技术要求不同,对位置精度和角度要求不高的往往会采用较低成本的摆臂方案,这类电机及固晶设备技术难度较低,国产化程度较高。但是,类似IC级的高速高精度固晶机还是以进口设备为主,国奥科技电机的出现也将进一步助力国内半导体设备厂商打破“国内IC级封测设备市场几乎空白”这一尴尬局面。


国奥科技的电机具有可编程特点,搭配国奥自身的驱动器能适用于各种贴片机、固晶机等封装设备;可实现微米级位置反馈,确保重复定位精度;±0.01N力控精度实现“软着陆”,提升芯片封测良率;高强高速的反应系统,保障高需求负荷实时发生。



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