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先进封装+HBM 拉动封装材料产业链量价齐升
思瀚产业研究院    2025-11-19

先进封装+存储需求拉动下,我们看好半导体封装材料产业链将迎来量价齐升。随着集成电路制程工艺已接近物理尺寸极限,“后摩尔时代”集成电路通过先进封装技术提升芯片整体性能已成为趋势,先进封装技术已成为延续摩尔定律的最佳选择之一,预计在封装市场的占比将逐步提升。

根据韩国 Business Korea 报道,SK 海力士将其 HBM4 产品供应给英伟达,比其前代 HBM 产品单价高出 50%以上。HBM4将用于英伟达下一代 AI 芯片 Rubin,预计将于 26H2 问世。HBM4 拥有 2048 条数据传输通道(I/O),是 HBM3E 的 2 倍(1024 条),此外 HBM4 还在 GPU 与 HBM 的基片中集成了“逻辑工艺”,如计算效率和能源管理功能。

半导体封装材料包括引线框架、芯片粘结材料、键合金丝、包封材料、缝合剂、其他封装材料等。

1、环氧塑封料

环氧塑封料属于半导体封装材料里的包封材料。根据封装材料的不同,电子封装分为塑料封装、陶瓷封装和金属封装3 种:

陶瓷封装和金属封装为气密性封装,由于其工艺复杂、成本高,主要用于航空航天领域;

塑料封装由于其成本低廉、工艺简单、并适合于大批量生产,目前在全世界范围内占集成电路市场的 95%以上,封装形式包括 DIP、SOP、BGA、CSP 等类型。

环氧塑封料(EMC),全称为环氧树脂模塑料,用于半导体封装的一种热固性材料,以环氧树脂为基体树脂,以高性能酚醛树脂为固化剂,加入硅微粉等填料,以及添加多种助剂加工而成,主要功能为保护半导体芯片不受外界环境(水汽、温度、污染等)的影响,并实现导热、绝缘、耐湿、耐压、支撑等复合功能。

随着先进 IC 封装技术的不断发展,对 EMC 材料的综合性能提出越来越高的要求:

(1)高耐热与低熔体黏度,随着汽车和电子等特种芯片产品的快速发展以及高熔点无铅焊料的广泛使用,EMC 发展趋势为进一步提高耐温等级和高温尺寸稳定性;

(2)高导热与高绝缘,随着 IC 芯片向高速高集成化和微型化方向发展,芯片工作时的放热问题越来越突出,EMC 作为芯片的导热通道、需要具有更高热导率,方法有加入高导热填料,以及应用具有本征高导热特性的特种环氧树脂与酚醛固化剂;

(3)低翘曲与高熔体流动性,为,适应大尺寸模塑封装工艺,需要 EMC 固化物具有尽可能低的翘曲率,同时在模塑过程中保持优良的熔体流动性,方法为提升现有 EMC 中的球型硅微粉含量(质量分数≥90%);

(4)低介电常数与介电损耗,为实现脉冲信号传递的高速化,要求所使用的介质材料应具有尽可能低的介电常数 Dk和介电损耗 Df,方法为应用含有脂环单元的特种环氧树脂;

(5)适应大尺寸器件封装成型工艺。EMC 目前主要是采用传递模塑工艺进行 IC 芯片封装,因此产品类型主要以固体柱状为主。后续为适应大尺寸模塑封装工艺、如板级 FOWLP 封装应用需求,需要采用压缩型模塑工艺,相应 EMC 也需由传统的固体柱状产品向固体颗粒状/液态形式发展。

国产化率低、估计高性能 EMC 国产化率仅 10-20%,先进封装国产化率更低,海外主要竞争对手包括住友电木、力森诺科等,国内企业有望重塑 EMC 行业竞争格局。根据共研咨询数据,2025 年我国半导体用环氧塑封料产量为 23.24 万吨,国内主流环氧塑封料企业包括:

华海诚科,2024 年环氧塑封料销售量为 1.19 万吨,同时收购国内另一家环氧塑封料企业衡所华威(目前已收购30%股权,同时通过发行股份等方式收购剩余 70%股权、尚处于落地阶段),收购落地后环氧塑封料年产销量有望超 2.5 万吨,稳居国内龙头地位,跃居全球出货量第二位;

飞凯材料子公司兴凯半导体,环氧塑封料前期优先保障在功率器件、电源分立适配、家电及光伏等成熟应用领域的市场份额,今年正投资建设一条专用于先进封装的高性能 EMC 产线。

随着国内封测向先进封装迭代,环氧塑封料存在产品结构迭代、单位价值量跃升的逻辑。先进封装类环氧塑封料相较传统封装类更高端,应用 FOWLP/FOPLP 的环氧塑封料需以颗粒状(GMC)的形态呈现,对环氧塑封料的导热性、吸水率、应力、粘接力、可靠性等性能提出了更高要求。参考华海诚科收购标的衡所华威数据,先进封装 EMC 单价是高性能 EMC 的 5-6 倍、是基础 EMC 价格的 10 倍以上。

以存储为例,随着 SK 海力士从 DRAM 向 HBM 迭代,其 HBM 技术是大规模回流成型底部填充(MR-MUF)技术,将半导体芯片堆叠,在其缝隙中注入液体 EMC(LEMC),并固化以保护芯片间电路。LEMC 具有可中低温固化、低翘曲、模塑过程无粉尘、低吸水率及高可靠性等优点,是目前用 WLCSP 技术的主要塑封材料,在 WLCSP 技术以及 HBM 产品中得到广泛应用。先进封装技术对 MR-MUF 型 LEMC 的性能需求主要体现在:

适宜的工艺黏度以保障在封装工艺操作过程中具有出色的流动性。由于填料含量高,LEMC 在施胶过程中具有很高的黏度,需采用特定的点胶技术、以使流体能集成在全自动压缩成型机中。

LEMC 的黏度值一般不超过 1000Pa·s,随着填料含量增加,其热膨胀系数(CTE)降低,而黏度增加。因此在成型过程中,需使用平衡良好的材料,使黏度低于 1000Pa·s 的临界值;

成型温度下优良的流动性以实现窄间距(≤20μm)的填充。LEMC 在成型过程中,良好的流动性可减少封装成型过程中填料堵塞造成的流痕等不良现象,尤其是在芯片与压缩机模具间距较小时;

良好的低温(≤100℃)固化性;

固化物具有低 CTE 和低热阻(高热导率),以防止封装体由于热应力而产生翘曲等。玻璃化转变温度 Tg 以下的CTE 目标值应小于 1×10-5K-1,而热阻值则尽可能低。

2、硅微粉

环氧塑封料主要原材料为硅微粉、环氧树脂、酚醛树脂、添加剂(包括催化剂、偶联剂、脱模剂、着色剂等助剂)等,其他辅料材料包括包材、备件等。构成半导体集成电路器件的材料包括硅芯片、表面钝化膜、引线框架等,以上材料与环氧塑封料的热膨胀系数相差很大。加热固化时,因热膨胀系数差异而使器件内部产生热应力。应力的存在会导致几个方面的不良后果:

①塑封料开裂,

②表面钝化膜开裂,铝布线滑动,电性能变坏,

③界面处形成裂缝,耐湿性变差,

④封装器件翘曲。影响热应力大小的因素有弹性模量 E、玻璃化转变温度、热膨胀系数,因此降低内应力一直是环氧塑封料行业中的关键问题。

环氧树脂的热膨胀系数大约为 6.0x10-5,而二氧化硅的热膨胀系数是 6.0x10-7,两者相差 100 倍,使用无机填料可以有效地降低环氧塑封料的热膨胀系数。参考华海诚科收购标的衡所华威数据,2023-2024 年其第一大供应商均为联瑞新材(采购硅微粉及添加剂),2024 年硅微粉、添加剂分别占衡所华威原材料采购金额的比重为 29%、26%。

3、 IC 载板上游原材料——Low-CTE 电子布/载体铜箔

封装基板与 PCB 制造原理相近,具有高密度、高精度、高性能、小型化及薄型化等特点,是芯片封装不可或缺的一部分,为芯片提供支撑、散热和保护作用,同时也为芯片与 PCB 母板之间提供电气连接。以深南电路为例,其生产的封装基板产品主要应用于移动智能终端、服务器/存储等领域。

(1)Low-CTE 电子布

Low-CTE,通信产品、消费电子等对于内部芯片集成度与算力速度提升,芯片的尺寸由小变大,在 PCB 组装焊接时会发生焊点开裂等问题,采用 Low CTE 材料可降低热应力、提高焊点可靠性。

目前终端主要应用场景包括存储、FC-BGA、5G 高频通信等领域。目前 Low-CTE 电子布已成为载板环节重要供给瓶颈。根据中国台湾工商时报消息,日商三菱化学发出通知,因 LowCTE 玻纤布原料短缺、以及订单需求增加,导致其 BT 载板材料交期大幅拉长,目前部分 Low-CTE 玻纤布交期达 16-20周。

(2)载体铜箔

极薄铜箔(亦称载体铜箔/可剥离铜箔),一般指厚度在 9um 及以下的 PCB 铜箔,极薄铜箔 HDI 基板主要为微细线路基板(高阶产品应用主要为手机与通讯类)、IC 封装基板、类载板(SLP)、模块基板等产品领域。为极薄铜箔在 PCB 加工中便于操作,以及保证基材(一般为半固化片/树脂膜)成形加工的质量,在极薄铜箔制造过程中,在极薄铜的光面(即S 面)一侧附上与介质基材有一定接合力的载体(大都用铜箔材,也有采用铝材),因此构成的电解铜箔亦称为附载体极薄铜箔。

带载体可剥离超薄铜箔,具有厚度极薄、表面轮廓极低、载体层和可剥离层之间的剥离力稳定可控等特性,是制备芯片封装基板、HDI 板的必需基材。目前 IC 载板、类载板的线宽线距已细至 10/10-40/40um,传统减成法制程工艺无法制备,主要使用 mSAP(半加成工艺),而 mSAP 必须使用载体铜箔。SLP 拉动载体铜箔需求。

SLP 类载板,是指具有接近于 IC 载板特征尺寸的 PCB,主要特征是线宽和线距(L/S)尺寸界于常规 PCB 和 IC 载板之间,传统 PCB 以及 HDI 板的线宽和线距尺寸大于 30/30 um,而 IC 载板的线宽和线距通常小至15/15 um。SLP 制造工艺采用 mSAP,mSAP 从薄的层压铜箔(1.5-5.0um)开始,以薄铜为种子层、进行图形电镀与闪蚀。

根据 Global Technology Research 数据,SLP 应用领域包括:①智能手机,2017 年 iPhone 要求 PCB 密度类似于封装载板,产生 SLP 需求、带动 mSAP 工艺发展。2018 年初,三星 Galaxy 手机也采用 SLP 设计;②今年起,800G/1.6T 光模块制造商也开始采用 SLP 设计。

根据方邦股份投资者交流数据,当前带载体可剥离超薄铜箔的全球市场规模约 50 亿元,多年来基本被日本三井金属垄断。随着 AI 技术发展,对先进芯片需求(例如 SLP)不断增加,将推动载体铜箔市场持续增长,日本企业扩产节奏及意愿偏弱,叠加国内供应链加速本地化,利于载体铜箔国产替代进程。

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