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先进封装的”耗材接棒”叙事最近很热,逻辑链也确实成立。但要理解为什么材料战场会从underfill转向CMP slurry,得先搞清楚一个更底层的技术拐点。 Micro bump方案同时撞上了三面墙。第一,bump pitch缩到25μm以下时solder bridging风险飙升,良率断崖。第二,JEDEC对HBM封装高度有硬限制,每层die加上micro bump加上underfill要吃掉40-50μm,堆到16层已经是物理极限,往20层走厚度预算根本不够。第三,underfill的thermal conductivity只有0.2-0.5 W/m·K,铜是401 W/m·K,差了三个数量级。每多堆一层die,中心层的junction temperature就更难控制。三个约束的共同解指向同一件事:取消solder和underfill,让copper直接做diffusion bonding。 Hybrid bonding解决了pitch、高度、散热三个问题,但代价是把容错率压到了atomic level。Micro bump时代表面粗糙度几十纳米就能工作,hybrid bonding要求Ra降到sub-0.5nm,任何一颗纳米级的particle都会在bonding interface形成void,后续thermal cycling会把void扩展成crack。这就是CMP slurry和Cu plating additives变成新咽喉的根本原因,配方质量直接等于bonding yield,bonding yield直接等于HBM产能。 但问题是,这条耗材链上谁真正有定价权。台厂的强项一直在设备和通路端。弘塑做ECP设备、辛耘做wet process清洗、中砂做pad和diamond disc,全部围绕化学品消耗量做文章,本身不掌握配方。崇越和华立是代理通路,帮信越、Fujimi把材料送进产线。真正自研CMP slurry配方的只有达兴和长兴,体量跟Fujimi、Entegris完全不在一个量级。化学配方的壁垒跟设备不一样,设备可以逆向工程迭代追赶,配方是几十年经验数据的堆叠,一款slurry打进台积电标准制程通常五到十年不会被替换。达兴说它的CMP slurry已经应用于N2并供货Arizona,如果属实,至少过了初步验证。但”应用于”和”规模化供货”之间的距离,有时候比技术本身还远。 资金从CoWoS设备capex转向耗材opex,方向没问题。但耗材链上真正有定价权的那一段在谁手里,市场似乎还没想清楚。
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过去半年行业的一个显著变化就是,先进封装第一次开始从配套,变成核心。 HBM、CoWoS、ABF载板、高速互连、供电与先进封装能力越来越成为供应链的卡点。 因为AI芯片正在快速变化。Die越来越大,HBM越来越多,Chiplet越来越多,功耗越来越高,热密度越来越高。于是,每颗芯片的封装复杂度开始非线性上升。先进封装已经不再只是“封芯片”,而是高速互连、热管理、Power Delivery、HBM连接、大尺寸封装良率、多Die协同。制程越先进,这个趋势越明显。 先进制程越来越贵,Reticle limit越来越明显,单一超大Die越来越难。于是行业开始全面转向Chiplet、2.5D、3D Stacking、Heterogeneous Integration、Hybrid Bonding。本质上,就是在制程遇到物理瓶颈的时候,用封装继续推进性能增长。 因此,先进封装已经越来越像“后道晶圆厂”。因为RDL、TSV、micro-bump、interposer、wafer-level processing、Hybrid Bonding都需要曝光、显影、图形化。于是,尽管常不需要EUV,但先进封装开始成为DUV的新需求来源,尤其是KrF与ArFi。 因为封装追求的不是晶体管密度,而是高密度互连。即使最先进封装,feature size通常仍然是μm级,远大于逻辑前道。所以EUV成本太高,吞吐量不划算,厚胶适配性不好。行业更倾向继续榨干DUV。 目前先进封装主要使用i-line、KrF、ArFi。i-line主要用于较粗RDL与传统WLP。KrF已经成为CoWoS、HBM、advanced fan-out、interposer的重要主力。ArFi则开始进入HBM4/5、CPO、超高密度RDL与下一代3D封装。随着RDL pitch继续缩小,ArFi重要性正在快速上升。 另一方面,因为传统micro-bump开始成为带宽、热、功耗、Pitch的瓶颈。于是,Hybrid Bonding铜-铜直接键合开始崛起。而Hybrid Bonding对overlay、平坦度、图形化精度要求极高。这会进一步推高DUV、CMP、Bonding、X-ray inspection、Metrology的重要性。 整个先进封装产业链也开始全面升级。先进封装已经不只是“封装设备”,而是完整的后道制造体系。除了光刻,还需要电镀、Bonding、CMP、蚀刻、检测、Underfill、高功耗测试。 例如RDL、TSV、micro-bump大量依赖铜电镀,于是Applied Materials、ASMPT、Besi的重要性持续上升。而HBM堆叠内部缺陷,已经无法依赖传统光学检测。于是X-ray、3D Inspection、Overlay Metrology重要性快速提升。 由于先进封装如此复杂,因此带来了ASP提升、利润率提升、客户绑定增强、技术壁垒提升。这也是为什么,AI时代的OSAT行业开始重新被定价。 免责声明:本人持有文章中提及资产,观点充满偏见,非投资建议,dyor
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半导体封装的“隐形中枢”:inline检测与OSAT的再定价 半导体产业正在经历一次重心转移:性能提升不再只依赖晶体管缩小,而是越来越依赖封装。2.5D、3D、HBM、chiplet,本质上都在把“系统能力”搬到封装环节。这也直接抬高了OSAT(外包封装与测试)的战略地位。 封装重要性的提升,带来了inline检测的快速增长。 OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test)负责两件事: 把裸die封装成可用芯片(封装) 验证芯片是否可用(测试) 过去这是一个低技术、低毛利的环节。但在AI时代,情况变了: 多die集成(chiplet) HBM堆叠 nm级对准要求(hybrid bonding) 封装正在变成: 性能瓶颈 + 良率瓶颈 + 成本瓶颈 inline是一种生产方式:所有工序连续完成,并在生产过程中实时检测与反馈(闭环) 对应另外一个环节是offline:做完再测(开环) 先进封装中的inline检测主要分三类: 1)光学检测(主力) bump高度 overlay(对准) 表面缺陷 特点:速度快,可全量inline。 2)X-ray检测 焊点空洞 TSV缺陷 内部结构问题 特点:能看内部,但速度慢,多用于抽检。 3)电性测试 功能验证 性能分档 更接近最终测试,不属于核心inline控制体系。 inline检测的目标不是“最精确”,而是在不降低产线效率的前提下,实现足够精确的实时反馈 核心矛盾:精度 ↑ → 速度 ↓;速度 ↑ → 精度 ↓ 先进设备的价值,就是在这个矛盾中找到最优解。 inline检测的壁垒来自多维叠加: 1)物理极限 nm级对准 μm级结构 工业环境下接近科研精度 2)速度 vs 精度的工程平衡 高throughput + 高精度同时实现 3)算法与数据 缺陷识别、pattern分析 强依赖历史数据与持续训练 4)工艺耦合 测量 → 调整工艺 → 再测 形成闭环系统 5)客户验证 TSMC / Samsung Electronics / Intel 验证周期长(1–3年) 一旦导入,很难替换 所以门槛极高。inline设备不是工具,而是嵌入客户制造系统的一部分。因此这个市场高度集中: 系统级控制 KLA Corporation Applied Materials → 控制数据与闭环 关键测量节点(alpha来源) Camtek Ltd. Onto Innovation Nova Ltd. → 控制关键测量维度 三家核心玩家对比(Onto / Nova / Camtek) 这三家公司虽然同在inline赛道,但本质上卡的是不同位置。 一句话结论 Onto = 广度(平台) Nova = 深度(前道工艺) Camtek = 弹性(先进封装/HBM) 1️⃣ Onto Innovation 定位: 前道 + 封装双覆盖 optical metrology + inspection + litho 优势: 产品线最广 客户最分散 抗周期能力强 劣势: 单点技术不如Nova深 封装不如Camtek极致 2️⃣ Nova Ltd. 定位:前道metrology核心玩家 优势: 技术深度最强 工艺绑定最深 数据壁垒最强 劣势: 封装参与较少 弹性不如Camtek 3️⃣ Camtek Ltd. 定位: 先进封装(HBM / 3D) 优势: 聚焦3D检测 HBM需求直接驱动 使用频率极高 劣势: 产品线较窄 对周期敏感 竞争关系本质 KLA = 控制系统 Onto = 广覆盖 Nova = 深度测量 Camtek = 封装核心检测 这不是单一赢家市场,而是: 每个关键测量维度一个龙头 封装是制造能力,检测是控制能力。区别在于: 封装 → 可扩产、可竞争 检测 → 嵌入流程、难替代 inline检测具备三个核心特征: 高频使用(每一步都测) 强绑定(工艺耦合) 决定良率(直接影响利润) 在这个体系中:谁打通从设备到数据的全节点,掌握“反馈权”,谁就掌握利润分配权。 免责声明:本人持有文中提及的标的,观点必然偏颇,非投资建议dyor
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