设备材料
 
半导体激光设备打开增量空间
 2025-12-5
 

激光凭借高能量密度、非接触加工以及对材料适应性强等优势,被广泛应用于消费电子、汽车制造、新能源和半导体产业链等领域。随着半导体制造和封装工艺的发展,激光设备在半导体行业中发挥着越来越重要的作用。

 

近年来,随着下游行业对轻量化、精密化和智能化需求的不断增加,半导体激光加工设备正加速迭代升级。从传统的二极管泵浦到光纤耦合、超快激光技术,设备在功率稳定性、加工精度和能耗表现上均显著提升。与此同时,中国厂商也在技术突破和成本控制方面不断追赶,逐步缩小与国际领先企业的差距。

 

可以预见,未来半导体激光设备将不仅是单一制造环节的工具,更是成为驱动制造业转型升级的重要引擎。在新兴产业快速发展的背景下,其市场需求有望持续扩大,带动产业链迎来新的增长机遇。

 

目前,根据应用原理和应用工艺环节的不同,可将半导体激光设备分为激光退火设备、激光材料改性设备、激光打标设备、激光划片设备、解键合设备和修边(Trimming)设备等。根据晶圆代工和封装产业发展的需求,晶圆制造环节激光设备未来增量主要体现在技术演进、产能扩充、本土化需求提升和颠覆性技术创新等方面。

 

从技术演进层面看,异构集成正在成为后摩尔时代延续半导体技术的主流发展方向。异构集成或将成为未来30年系统级芯片的主流技术,集成电路有望进入异构集成时代。目前异构集成中核心的HBM堆叠、2.5D/3D封装以及Chiplet都是这样的方向,而这些先进技术将极大带动对高精度激光设备的需求,激光退火设备和材料改性设备将成为未来的先进制程解决方案。

 

从产线层面看,国内主流晶圆产线和存储产线如要发展先进工艺和高端制造工艺,设备受限将是极大的影响,因此目前国内主流先进制程产线和存储产线纷纷积极寻找解决方案,国内半导体激光设备将具有较好的导入机会,并且由于地缘政治等原因,部分产商开始替换其老旧热处理设备,导入国内激光设备,将推动国内激光设备市场的进一步扩大。

 

从新建产线增量看,由于国内半导体市场发展逐渐向先进制程和高端存储产线转型,并且国内目前仍有较多正在基建的产线,预计到2028年将完成国内先进制程产线布局。先进制程的发展将推动激光工艺逐步替代传统的热处理工艺,进而促使市场空间进一步打开。

 

从新应用方向来看,随着算力需求的提高,数据中心和量子计算等高算力芯片对精细度的要求越来越高。以量子芯片为例,量子比特位数是代表量子计算机能力水平的重要参数之一,量子比特位数越高,其计算能力越强。在量子芯片生产过程中会通过量子芯片的无损探针仪来发现量子芯片的优劣,对于其中的坏品、次品,会采用激光退火仪去处理存在的问题,就像是医生做手术一样,这把“手术刀”能够对症下药,改善其中不良的部分,从而提高量子芯片的品质。因此,激光退火在新领域的应用也将大幅增长。

 

5G、物联网、高性能运算等需求持续稳定增加,大量依赖先进封装,先进封装凭小型化、薄型化、高效率、多集成等优势和持续降本,成为“后摩尔时代”封测市场的主流。这将带动激光划片、激光打标及激光临时解键合等用于封测环节的激光加工设备进一步增长。同时,算力要求推动了HBM等新型存储器超百亿美元新兴市场,进而提升TSV、CoWoS、3D堆叠等先进封装工艺需求,并为用于晶圆制造环节的激光晶圆解键合、激光Trimming等新兴设备带来广阔发展空间。此外,基于先进封装的特殊新兴工艺技术也将带动超精密加工设备,如半导体激光划片、激光解键合设备、激光IC打标设备等封测激光加工设备的需求快速增长。

 

从工艺环节来看,全球晶圆制造环节的半导体激光设备主要由海外厂商主导,主要包括三井集团(JSW)、日本住友重工、应用材料、斯科半导体、Veeco等,全球前五企业市场占比近83.5%,整体市场集中度较高,预计未来几年行业竞争将更加激烈。激光退火和改性设备市场主要集中在亚太地区,其中又以中国、日本、韩国等国家为主要参与者。中国台湾是全球最大的市场,占有大约30%的市场份额,之后是韩国和中国大陆,分别占比20%和15%。由于中国大陆市场起步晚,目前激光退火机及其核心零部件需求仍依赖进口,未来发展空间广阔。

 

从后道和硅片环节的半导体激光设备来看,国际三大龙头厂商DISCO、EO Technics、ASMPT占据中国超五成的市场,市场份额约53%。国内专注于半导体激光设备的企业较少,主要为德龙激光、联动科技(激光打标)等,近几年随着我国集成电路产业和激光技术的发展,更多传统激光设备厂商逐步开拓半导体业务,如大族激光、迈为股份、华工科技和莱普科技等,然而目前呈现一定销售规模体量的企业还较少,整体来看国内厂商仍处于起步发展阶段,国内厂商在中国半导体激光设备市场份额占比不足15%。

 

(来源:中国电子报)