先進封裝設(shè)備之爭 | 全球貼片機（固晶機）高速精進，國產(chǎn)勢單力薄亟待創(chuàng)新

隨著先進封裝的不斷推進，SiP技術(shù)、3D封裝等技術(shù)逐漸顯露出巨大潛力，封測設(shè)備在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)中的占比逐漸提升。中國大陸先進封裝市場正成為提升產(chǎn)業(yè)鏈能力的一大方向，加上新興市場的需求增長，國產(chǎn)封裝設(shè)備面臨巨大缺口。在貼片機市場，高速度、高精度、高效率和高穩(wěn)定性的貼片機研發(fā)成為封裝設(shè)備國產(chǎn)化的攔路虎。

隨著SiP系統(tǒng)級封裝、3D封裝等先進封裝的普及，先進封裝產(chǎn)線對于固晶設(shè)備在性能方面提出了更高的需求，包括對貼片機的精度、速度、良品率、穩(wěn)定的力控制、溫度場及變形的控制的要求都非常高。

固晶機（Die bonder），也稱貼片機，是封測的芯片貼裝（Die attach）環(huán)節(jié)中最關(guān)鍵、最核心的設(shè)備。將芯片從已經(jīng)切割好的晶圓（Wafer）上抓取下來，并安置在基板對應(yīng)的Die flag上，利用銀膠（Epoxy）把芯片和基板粘接起來。貼片機可高速、高精度地貼放元器件，并實現(xiàn)定位、對準、倒裝、連續(xù)貼裝等關(guān)鍵步驟。

封裝貼片機分為FC封裝貼片機、FO封裝貼片機和2.5D/3D貼片機。按照應(yīng)用類型，可分為IC固晶機、分立器件固晶機、LED固晶機（貼片固晶機和COB固晶機），主要應(yīng)用于半導(dǎo)體電芯片、光芯片、光模塊、硅光器件、傳感器等封裝制程。

固晶設(shè)備是應(yīng)用于后道封測關(guān)鍵工序，精度、速度的要求越高，UPH越快越容易出現(xiàn)偏差。固晶質(zhì)量會直接影響后續(xù)的打線等環(huán)節(jié)，并直接影響了產(chǎn)能和芯片封測良率及成本：

固晶機按照精度等級分為：超高精度設(shè)備、中高精度設(shè)備、低精度設(shè)備；

超高精度固晶機，精度可做到±3~5μm以內(nèi)，代表品牌Datacon、MRSI、ASM設(shè)備。在IC先進封裝領(lǐng)域，目前最高精度為±1μm的ASMPT COS 貼片機。國產(chǎn)設(shè)備最高精度為±3μm的華封AvantGo 2060W 貼片機；中高精度固晶機，精度約在±25μm范圍，UPH約在15~20K，主要品牌有ASM、ESEC、雅馬哈、日立等；國產(chǎn)IC固晶機的普遍精度±25μm以上，UPH在12-15K。

2022貼片機進口15450臺，（2020為18007臺，2021為20,992臺）近134.88億元，其中廣東57.04億、上海22.51億、江蘇19.23億。圖源：未來半導(dǎo)體

全球主要貼片機品牌

固晶機核心技術(shù)一直掌握在少數(shù)的大公司中,并且采用專利形式進行技術(shù)產(chǎn)權(quán)的保護，致使日美歐在高精度固晶機市場一直處于壟斷狀態(tài)。目前固晶機全球市場規(guī)模超20億美金，ASMPT、BESI處于壟斷。

ASMPT是全球最大的半導(dǎo)體元件集成和封裝設(shè)備供應(yīng)商。公司舊稱ASM Pacific Technology，2022年8月1日正式改名為ASMPT Limited，并宣布將全球業(yè)務(wù)統(tǒng)一歸入ASMPT品牌下。ASMPT總部位于新加坡，業(yè)務(wù)涵蓋半導(dǎo)體解決?案和SMT解決方案分部。

ASMPT貼片機是全球主流貼片機品牌之一。全球市場份額約為30%，中國市場份額約70%。也是目前市場上能夠提供新型MiniLED固晶技術(shù)的廠商之一。該公司貼片機以高速裝貼和絕對的精準度著稱，號稱貼片機中的“貴族機”、“戰(zhàn)斗機”。

Nova Plus貼片機/倒裝芯片接合機，精度為±1.0 μm 圖源：ASMPT

ASMPT擁有世界最高精度的貼片機與倒裝芯片貼片機。其中，Nova Plus 精度為±1.0 μm ，可適用于半導(dǎo)體先進封裝（TSV、eWLB、扇出、WLP、3D、Stack Die）、微機電系統(tǒng)、汽車傳感器、射頻識別和光電系統(tǒng)；AFC Plus具有極高的精度和貼裝精度?(±1.5μm)，具有廣泛的功能，應(yīng)用在微光學、LED 和 MEMS 組裝、半導(dǎo)體先進封裝（3D、Stack Die 等）；COS 貼片機精度為±1.5μm，適用于矽光電子、光器件封裝、數(shù)據(jù)通信/5G、3D傳感器/激光雷達和增強現(xiàn)實；NANO 精度為±2.0μm，適用于硅光子學和光器件封裝，被譽為同類產(chǎn)品中精度最高的貼裝系統(tǒng)。公司還有Fan-out固晶設(shè)備是全效高精度取放的NUCLEUS 系列；熱壓式固晶設(shè)備是FIREBIRD TCB 系列等。

2018年收購德國超高精準固晶設(shè)備供應(yīng)商AMICRA，從而進入光電子市場。AMICRA在光電子市場中占有領(lǐng)先地位，專注于亞微米超高精準固晶設(shè)備。除此之外，ASMPT四十多年來，通過全球并購?fù)晟屏嗽谙冗M封裝設(shè)備領(lǐng)域的全覆蓋，擁有德國西門子旗下SEAS、英國DEK、荷蘭ALSI、葡萄牙Critical Manufacturing等一系列品牌。近二十多年來保持全球半導(dǎo)體封裝設(shè)備第一的寶座。2023年第一季度，ASMPT銷售收入為港幣39.2億元(5.00億美元)，按年-25.6%。集團受惠于自身獨特兼廣泛的產(chǎn)品組合，擁有多元化業(yè)務(wù)模式，在車規(guī)級芯片、HPC、AI、5G持續(xù)帶來增長點，具備抵御各種市場周期的能力。

總部位于荷蘭的BESI是全球半導(dǎo)體和電子行業(yè)的半導(dǎo)體裝配設(shè)備的先行供應(yīng)商，全球市場份額約50%，中國市場份額約20%。誕生了世界上第一個固體晶體機品牌，以低成本具有高精度（在X/Y貼裝精度為±2~5微米），高生產(chǎn)力和可靠性著稱，Besi的先進封裝系統(tǒng)為芯片貼裝、多芯片和倒裝芯片應(yīng)用提供了極大的靈活性。

Besi旗下有 Esec 和 Datacon 兩大固晶機品牌。分化為面向先進封裝提供有多模塊連接產(chǎn)品Datacon 2200 evo系列、固晶貼裝產(chǎn)品有Esec2100系列；面向大規(guī)模生產(chǎn)和高端領(lǐng)域提供倒裝芯片系統(tǒng)產(chǎn)品有Datacon 8800系列（Datacon 8800 TC有先進的 TC-CUF 良率控制，實現(xiàn)精度±2μm，Datacon 8800 CHAMEO適用于細間距和 TSV 應(yīng)用，實現(xiàn)精度±3~5μm；Datacon QUANTUM適用于多功能高速倒裝芯片，實現(xiàn)精度±4μm，UPH 高達 16,000；UPH 高達 10,000；Datacon 8800 FC QUANTUM實現(xiàn)精度±5 微米 ，UPH 高達 9000；Datacon 8800 CHAMEO實現(xiàn)精度±3μm，UPH為6,000），面向功率半導(dǎo)體大眾市場的全自動軟焊芯片貼裝設(shè)備有Esec2009系列。

Besi有廣泛的終端用戶市場，為電子、移動互聯(lián)網(wǎng)、計算、汽車、工業(yè)、LED和太陽能提供引線框、基板和晶圓級封裝應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)先的組裝工藝和設(shè)備?？蛻糁饕穷I(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商、組裝分包商以及電子和工業(yè)公司。23年1季度國際半導(dǎo)體設(shè)備收入增速放緩，Besi 23Q1新接訂單1.42億歐元，同比下滑31%。

Mycronic集團旗下的MRSI SYSTEMS是全自動、高速、高精度、靈活多功能的固晶貼片系統(tǒng)的全球領(lǐng)先制造商，為所有級別的封裝提供最有效的系統(tǒng)和組裝解決方案。在中國設(shè)有全資子公司邁銳斯自動化（深圳）有限公并使用MRSI品牌。

MRSI專注于為光電器件和微電子客戶提供服務(wù)，是全自動、高速、高精度、靈活多功能的貼片系統(tǒng)的全球領(lǐng)先制造商，其MRSI－H／HVM系列產(chǎn)品線產(chǎn)品精度從3Sigma的±3微米增強至±1.5微米。全球首款1.5微米精度的全自動貼片機MRSI-H-LDMOS配置用于射頻和微波應(yīng)用；MRSI-H-HPLD配置用于高功率激光芯片應(yīng)用；MRSI-H-TO配置用于TO-CAN封裝應(yīng)用；MRSI-H-LD配置用于多種應(yīng)用，靈活性更高。

Finetech是全球領(lǐng)先的亞微米貼片機及高端SMD返修設(shè)備制造商，其全自動微組裝貼片機結(jié)合了高精度貼片（±2μm）的優(yōu)產(chǎn)能以及無與倫比的工藝柔性。產(chǎn)品有FINEPLACERR lambda2、FINEPLACERR sigma、FINEPLACERR femto系列，可滿足倒裝芯片、傳感器和光電應(yīng)用。

Tresky 公司是德國精密制造的代表，世界領(lǐng)先的高精密封裝機械制造商之一，在半導(dǎo)體市場擁有40年的經(jīng)驗。TRESKY的固晶機產(chǎn)品線T-6000-L、T-6000-L/G、T-8000-G等，定位精度為±2.5 μm，適合芯片高精度倒裝、MEMS封裝、光電器件封裝。

FiconTec為全球光電子及半導(dǎo)體自動化封裝和測試領(lǐng)域領(lǐng)先的設(shè)備制造商之一，公司的CPO光模塊業(yè)務(wù)包含芯片晶圓測試、可用于片上集成的激光器亞微米貼裝和光芯片上貼裝以及光芯片輸入輸出的透鏡及光纖的耦合和貼裝。客戶方面，ficonTEC客戶均為全球硅光及相關(guān)領(lǐng)域知名企業(yè)，海外如Intel、Cisco、Lumentum、Fabrinet、Finisar等，國內(nèi)如華為、中際旭創(chuàng)等。

Kulicke & Soffa是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體和電子組裝解決方案提供商之一。幾十年里，庫力索法致力于為客戶提供市場領(lǐng)先的封裝解決方案。近年來，K&S通過戰(zhàn)略性收購和自主研發(fā)，增加了先進封裝、電子裝配、楔焊機等產(chǎn)品布局。

隨著附著更薄芯片和基板的新興趨勢， 公司 iStack? W+ 提供了晶圓級芯片附著解決方案，精度為±5μm。Katalyst?提供業(yè)界有競爭力的倒裝芯片貼裝精度和速度，其硬件和技術(shù)可在基板或晶圓上實現(xiàn) ± 3μm的精度，另外還有晶圓級封裝 (WLP)和MCM & SIP/FC BGA/FC-CSP/ FC-Memory/FCOB 和POP（疊層包裝）貼片機，K&S AP-Hybrid 解決方案的實際貼裝速度高達每小時 165,000 個無源元件，鍵合速度高達每小時 27,000 個倒裝芯片，缺陷率低于百萬分之一。

在收購日立和索尼貼片機后，雅馬哈已發(fā)展成為全球唯一一家集FA、SMT、半導(dǎo)體三大領(lǐng)域于一體的公司。具高速、精度、穩(wěn)定性且高性價比上，號稱為中速機之王。相比其他日系貼片機品牌，國內(nèi)中小型貼片廠商用更青睞雅馬哈。

雅馬哈最新高速混合固晶設(shè)備i-Cube10，是行業(yè)中為數(shù)不多的涵蓋SMD和固晶機所需功能的設(shè)備。可進行高速高精度貼裝，貼裝精度可達±15μm（CPK≥1.0），速度可達10,800CPH（晶圓供料）。近期，雅馬哈發(fā)動機計劃2024年內(nèi)將向日本濱松市的工廠投資100億日元進行擴建，將廠房面積擴大60%，預(yù)計可以使貼片機的產(chǎn)能提升至2倍。

全球貼片機競爭者還有一些，不一而足了，下面介紹國內(nèi)的。

中國貼片機現(xiàn)狀

在全球封測產(chǎn)能逐漸向國內(nèi)轉(zhuǎn)移的背景下，國內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入，自主核心技術(shù)不斷提升，但總體上仍與國外企業(yè)存在差距。

從市場細分來看，在中低端市場國產(chǎn)固晶機已具備了國際競爭力，大部分產(chǎn)品已接近和超過國際領(lǐng)先水平，其中LED固晶機國產(chǎn)化率達到90%；但在IC高端市場的國產(chǎn)化率剛有10%，高端設(shè)備的核心部件如運動，驅(qū)動，視覺，傳感等90%以上來自歐美日發(fā)達國家。高速度、高精密、高效率和高穩(wěn)定性的貼片機研發(fā)成為封裝設(shè)備國產(chǎn)化的攔路虎。精度、速度、穩(wěn)定性是先進封裝貼片機最核心的指標，是遞進式的高門檻：

高精度貼片機成本占比達整條先進封裝設(shè)備產(chǎn)線的30%-40%，直接決定先進封裝的良率；

傳統(tǒng)貼片機的精度在 20~25 微米之間，而先進封裝精度范圍在3~5 微米之間；

速度是保證客戶的生產(chǎn)效率，固晶機因貼片速度而有差異，通常介于1.5-2.5萬片/小時；

穩(wěn)定性是客戶維持產(chǎn)能的生命線。

除此之外，我們貼片機在設(shè)計、制造、工藝、配件儲備、管理技術(shù)、專業(yè)人才以及售后維護等方面與國際還有差距。此外，研制中高端固晶設(shè)備還需要產(chǎn)業(yè)生態(tài)資源的支持：如健康的零部件供應(yīng)鏈、下游客戶給予的開發(fā)支持及試錯驗證機會。

中國貼片機主要參與者

華封科技是國產(chǎn)高端貼片機的領(lǐng)軍者。貼片機產(chǎn)品對先進封裝貼片工藝實現(xiàn)了全面覆蓋，包括FOWLP(Face Up/Down)、POP、MCM、EMCP、Stack Die、SIP、2.5D/3D、FCCSP、FCBGA等。

華封目前已推出了面向2060W-晶圓級封裝貼片機，可適用于info、COWOS、M-Series、EWLB工藝；2060P-倒裝晶片封裝貼片機，可適用于Flip Chip、MCP、MEMS貼片工藝，該設(shè)備具有雙軌道多鍵合頭，獨立雙晶圓臺同時處理多種組件 ；以及 2060M-SIP系統(tǒng)級封裝貼片機，支持C2/C4、COS、SIP工藝，且可處理多尺寸晶圓，能實現(xiàn)多種基板傳送方式。華封科技設(shè)備在與歐系、日系設(shè)備同一精度的水平上，速度則快2~3倍。并保持每6個月推出一個全新產(chǎn)品線，快于競品1-2年的新品開發(fā)周期。

公司規(guī)劃了六大系列產(chǎn)品，來支持多種場景下的先進制程。它們分別為A系列（Andromeda 仙女座）、L系列（Leo 獅子座）、R系列（Reticulum 網(wǎng)罟座）、M系列（Monocerotis 麒麟座）、V系列（Venus 金星）和E系列（Eridani 波江座）。

目前華封科技已覆蓋國內(nèi)前十的國內(nèi)客戶，和國際排名前十中的七家客戶，也是近年在先進封裝領(lǐng)域唯一獲得日月光、矽品、NEPES、通富多個頭部廠商大量復(fù)購的設(shè)備企業(yè)。2023年初已與日月光確定了未來3年長期合作供應(yīng)計劃。在營收上，公司預(yù)計2023年將保持兩倍增長。2023年，華封科技相繼完成5000萬美元B2輪、B2+輪融資，將助力公司自主創(chuàng)新之路上更深層次的研發(fā)布局。

普萊信智能技術(shù)有限公司致力于打造國際領(lǐng)先的高端裝備領(lǐng)域平臺型企業(yè)，是國內(nèi)領(lǐng)先的固晶設(shè)備商。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域推出本土化的8寸，12寸IC級固晶機（DA801、DA1201、SkyBonder），在精度、速度、穩(wěn)定性上完全媲美進口產(chǎn)品，貼裝精度±10~25微米，角度精度正負1度，覆蓋QFN、DFN、BGA、LGA、SiP等封裝形式，得到華天、UTAC、華潤微、富滿電子、甬矽等的認可。

普萊信在光通訊領(lǐng)域，開發(fā)出DA401，DA401A，DA402等超高精度固晶機，設(shè)備定位精度正負1.5微米，貼裝精度±3微米，為高精度的40G、100G及400G高端光通信模塊封裝設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)替代。在MiniLED封裝領(lǐng)域有XBonder Pro 超高速刺晶機，采用倒裝COB刺晶工藝，貼裝精度控制在±15μm以內(nèi)，最高精度可以做到±5μm。2022年初，公司完成B輪融資。

蘇州獵奇智能設(shè)備有限公司是一家工業(yè)自動化解決方案公司，擁有光模塊、芯片封裝標準設(shè)備。微波射頻和SiC IGBT固晶領(lǐng)域，成功打破了國外壟斷并實現(xiàn)批量供貨。主打拳頭產(chǎn)品全自動高精度共晶貼片機HP-EB3300，適用于COC/COS貼片封裝，可實現(xiàn)標準片貼裝精度±1.0μm，實貼精度±3μm，

新益昌是固晶設(shè)備龍頭廠商，公司已經(jīng)成為國內(nèi)LED 固晶機、電容器老化測試智能制造裝備領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，并導(dǎo)入半導(dǎo)體固晶機和鋰電池設(shè)備領(lǐng)域。受益于MiniLED市場崛起，公司LED固晶機在國內(nèi)占有率第一。封測設(shè)備成為第二增長極。導(dǎo)體全自動固晶設(shè)備有HAD810、HAD812、HAD816-A、HAD816-B，適用于DFN/QFN系列、SOP系列。LED顯示領(lǐng)域有豐富多樣的固晶設(shè)備。服務(wù)于晶導(dǎo)微、燦瑞科技、揚杰科技、通富微、固锝電子、華天科技等。

江蘇佑光科技股份有限公司是國內(nèi)知名半導(dǎo)體和LED封裝裝備供應(yīng)商，固晶產(chǎn)品精度可達±5微米。DB810S高精密自動固晶機，針對高端LED、COB、光通訊產(chǎn)品自動固晶，定位精度：±5~10μm。

凱格精機一家專注于高端精密自動化裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及工藝方案的提供商，有精密封裝設(shè)備事業(yè)部。固晶機有GD91M、GD80、AOI和GD200系列，MiniLED、Micro LED、燈條、COB等多種倒裝產(chǎn)品的固晶。其中GD200系列半導(dǎo)體高精度固晶機，適用于QFN、DFN、共晶工藝等多種晶粒/芯片類的產(chǎn)品固晶。設(shè)備精度為±10μm。

深科達是領(lǐng)先的半導(dǎo)體元器件服務(wù)商，目前正在研發(fā)半導(dǎo)體固晶機包括高精度固晶機、IGBT固晶機，目前高精度固晶機樣機已研發(fā)成功，后續(xù)將提供給下游客戶進行試用，IGBT固晶機已與客戶達成少量銷售訂單。

微見智能是專業(yè)從事高精度光電芯片封裝設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)的高科技企業(yè)。有生產(chǎn)的1.5μm級系列高精度固晶機已經(jīng)成功量產(chǎn)并正式規(guī)模商用，并以其比肩國際一流的產(chǎn)品功能和品質(zhì)。有通用高精度固晶機系MV-15D、MV-15H、MV-15T、MV-50A、MV-05A；專用高精度固晶機系列有微組裝固晶機MV-MAR、光學模組貼片機MV-AVR、燒結(jié)工藝固晶機MV-50S、MiniLED修補設(shè)備MV-15L、激光加熱固晶機MV-15LAB。在光通訊領(lǐng)域推出新一代固晶機，型號MV-15H，貼裝精度達1.5微米，雙工位協(xié)同工作，效率提升50%。

快克智能裝備股份有限公司致力于為精密電子組裝半導(dǎo)體封裝檢測領(lǐng)域提供智能裝備解決方案。隨著IGBT多功能固晶機、甲酸焊接爐及固晶鍵合AOI的開發(fā)成功，已形成功率半導(dǎo)體封裝成套解決方案的能力。布局的Flip Chip固晶機用于Chiplet先進封裝工藝。2023年快克智能總投資10億元擬在常州市建半導(dǎo)體封裝設(shè)備研發(fā)及制造項目。

東莞觸點致力于為電子微器件以及芯片器件提供高端裝備及高端精密封裝解決方案，系中國首家CMOS固晶機量產(chǎn)商、首家COB全自動封裝整線量產(chǎn)商、首家BGA封裝多層超薄固晶機供應(yīng)商。產(chǎn)品有高速固晶機、DB芯片固晶機、超薄芯片堆疊固晶機。目前可實現(xiàn)貼合精度±7-15μm。

博眾精工是高端自動化和數(shù)字化裝備制造商。公司瞄準光通信芯片高端貼片設(shè)備，2022年底新型全自動高精度共晶貼片機DB3000正式量產(chǎn)，該機型主要用于助力高速光通信、光電子與傳感、微波射頻、MEMS等高精度半導(dǎo)體后道工藝，尤其滿足高端光通信芯片與器件柔性自動化封裝生產(chǎn)，其貼片精度可穩(wěn)定維持在±3μm之間，可實現(xiàn)共晶貼片、蘸膠貼片、倒裝工藝等多種功能。

先進光電器材（深圳）有限公司是國內(nèi)知名半導(dǎo)體和LED產(chǎn)品封裝設(shè)備供應(yīng)商，能夠提供精度在±5微米的高端全自動貼裝方案設(shè)備（包含貼片和共晶），產(chǎn)品有DB805A高精度貼片機、DB805B高精度共晶貼片機、DB810高精密自動固晶機。貼片精度±5μm。

幾點啟示

國內(nèi)IC高端貼片機企業(yè)勢單力薄，中低端貼片機企業(yè)眾多，貼片機行業(yè)進入洗牌期。在向高端貼片機發(fā)展進程中，貼片機將在保持高速度的同時，需要進一步提高貼片精度，以滿足電子產(chǎn)品的微型化、超高密度制造需求。

在固晶機核心部件方面的追趕需要加大時間、練苦功夫，不能一味模仿，提升在核心技術(shù)和核心工藝方面的創(chuàng)新水平。我們不能以追求快錢而復(fù)制抄襲，我們不能為對標國際產(chǎn)品而造成對設(shè)備參數(shù)的不實宣傳，這將這很大程度上影響國產(chǎn)品牌的企業(yè)信任。

隨著中國先進封裝市場的需求，國產(chǎn)替代放量逐漸加快，相信我們國內(nèi)固晶機/貼片機企業(yè)在品質(zhì)和耐心上積極推進，與先進封裝廠的驗證打磨和量產(chǎn)應(yīng)用，讓設(shè)備先進工藝賦能到先進封裝產(chǎn)業(yè)。