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智研产业百科

一、定义及分类
二、行业政策
三、发展历程
四、行业壁垒
1、技术壁垒
2、资金壁垒
3、市场壁垒
五、产业链
1、行业产业链分析
2、行业领先企业分析
六、行业现状
七、发展因素
1、机遇
2、挑战
八、竞争格局
九、发展趋势
1、智能化与自动化
2、绿色化与低碳化
3、全球化与生态化

键合机

摘要:当前,中国键合机行业正处于快速发展与转型升级的关键阶段。作为半导体封装设备领域的重要组成部分,键合机在集成电路、功率器件及光电子器件等制造环节中发挥着不可替代的作用。近年来,随着国家政策的大力扶持、下游应用市场的持续扩张以及技术创新的不断突破,中国键合机行业展现出蓬勃的发展活力。2024年,中国引线键合机进口金额为6.18亿美元,同比增长21.41%。尽管国内企业在中低端键合机市场已取得一定突破,但在高端市场,尤其是高精度、高效率的引线键合机领域,仍高度依赖进口。这表明国内企业在技术研发、产品创新等方面仍有待加强。


、定义及分类


键合机是一种应用于物理学、材料科学及半导体制造领域的精密仪器,主要用于实现微电子材料、光电材料及纳米级微机电元件制作过程中的键合工艺。其核心功能是通过施加压力、热量、超声波能量或化学试剂,将金属引线、芯片焊盘与基板、晶圆与晶圆等结构紧密连接,形成电气互连或封装结构。设备兼容多种键合工艺,包括超声键合、热压键合、共晶键合、阳极键合等,并支持不同尺寸圆片(最大至6英寸)及多种材料(如硅、玻璃、砷化镓)的加工需求。按工艺温度分类,键合机可以分为热压键合机、超声波键合机和共晶键合机等。

键合机分类


二、行业政策


近年来,中国键合机行业在政策层面获得多重支持,形成以国家战略为导向、地方配套为支撑、资金税收为激励、标准认证为保障的政策体系,推动行业向高端化、国产化方向加速发展。2024年9月,工信部印发《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》,提出在电子元器件和电子材料行业中,电子元器件关键部件成型设备主要更新的方向包括键合机等。工信部设备更新政策通过“需求牵引+技术推动+生态培育”组合拳,为键合机行业创造历史性机遇。随着政策目标逐步落地,国产键合机将在中高端市场占有率显著提升,部分领域实现从“跟跑”到“并跑”的跨越。

中国键合机行业相关政策


三、发展历程


中国键合机行业发展主要经历了五个阶段。20世纪80年代至90年代的起步阶段,改革开放初期,中国半导体产业基础薄弱,键合机等核心设备完全依赖进口。国外设备垄断市场,国内企业以代理和维修为主。技术封锁严格,高端键合机(如倒装芯片键合机)对中国禁运。


20世纪90年代至21世纪初的技术积累阶段,1988年,上海无线电十四厂引进日本键合机生产线,开启国内半导体封装设备应用先河。国家“908工程”“909工程”启动,推动半导体产业自主化。2000年,中电科45所成功研制全自动金丝键合机,打破国外垄断。设备性能落后国际一代,但填补了国内空白。


21世纪初至2010年的产业化突破阶段,国家集成电路产业投资基金(大基金)成立,地方政策配套落地。企业成为创新主体,如北方华创、长川科技等布局键合机领域。设备性能提升至国际中端水平,部分实现进口替代。2008年,国内首台热压键合机(TCB)研发成功,应用于LED封装。


2010年至2020年的高速发展阶段,全球半导体产业向中国转移,5G、AI等技术驱动需求爆发。国内企业在高端键合技术上取得突破,如铜丝键合技术和混合键合技术。部分企业的产品开始进入高端市场,与国际品牌竞争。随着5G通信、物联网、人工智能等新兴技术的发展,键合机的应用领域不断拓展,市场需求更加多元化。


2020年至今的创新引领阶段,国际贸易摩擦加速国产替代,国家“十四五”规划明确半导体设备战略地位。在政策支持和市场需求的双重驱动下,国产键合机的市场份额逐渐增加,尤其是在中高端市场,国产替代进程加速。

中国键合机行业发展历程


四、行业壁垒


1、技术壁垒


键合机行业的技术壁垒主要体现在精密制造能力与跨学科技术融合上。键合机作为半导体封装的核心设备,其精度直接决定芯片封装的良率和可靠性。例如,金丝键合机的键合压力需控制在毫克级,热压键合机的温度控制精度需达到±1℃,这对机械加工、传感器技术、控制算法提出极高要求。此外,键合机需集成光学对位、超声波振动、真空吸附等多模块,涉及材料科学、电子工程、计算机控制等跨学科领域。国内企业在高精度运动平台、视觉识别算法等关键技术上仍依赖进口,如部分国产键合机的X-Y轴定位精度仅达3μm,而国际先进水平已突破1μm,技术差距导致国产设备在高端市场竞争力不足。


2、资金壁垒


键合机的研发和生产需要大量的资金投入。从研发阶段的实验设备、材料采购到生产阶段的精密加工设备、质量检测系统,都需要高额的资金支持。例如,一台高端键合机的研发成本可能高达数千万元,而生产设备的投入也需要数亿元。此外,键合机企业的运营资金需求也较高,包括原材料采购、库存管理、市场推广等环节。国际巨头凭借其强大的资金实力,能够持续投入研发和市场拓展,保持技术领先和市场优势。


3、市场壁垒


键合机市场的集中度较高,国际巨头凭借其技术优势和品牌影响力,占据了大部分市场份额。这些企业在市场上已经建立了稳定的客户关系和销售渠道,新进入者很难在短时间内打破这种市场格局。例如,ASMPT和K&S等企业在半导体封装领域拥有多年的市场经验,其产品被广泛应用于全球各大半导体制造企业。这些企业通过提供优质的售后服务和技术支持,进一步巩固了其市场地位。此外,半导体制造企业对设备的稳定性和可靠性要求极高,通常不会轻易更换供应商。这使得新进入者在市场推广和客户拓展方面面临巨大挑战,需要投入大量的时间和资源来建立品牌知名度和客户信任。


五、产业链


1、行业产业链分析


键合机行业产业链上游主要包括原材料、零部件等,其中原材料包括金属材料(不锈钢、钛合金等)、高性能陶瓷材料、高分子材料等。零部件包括精密运动控制部件(伺服电机、编码器、驱动器等)、传感器、电子元器件、光学部件等。产业链中游为键合机生产制造环节。产业链下游应用领域包括半导体封装、光电子器件制造、微机电系统(MEMS)封装等。键合机行业产业链如下图所示:

键合机行业产业链产业链
不锈钢
太原钢铁(集团)有限公司
青山控股集团有限公司
鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司
广西北港新材料有限公司
伺服电机
深圳市汇川技术股份有限公司
上海博世力士乐液压及自动化有限公司
中达电通股份有限公司
无锡信捷电气股份有限公司
编码器
长春禹衡光学有限公司
天津宜科自动化股份有限公司
深圳市汇川技术股份有限公司
多摩川精密电机(苏州)有限公司
传感器
中国电子科技集团有限公司
上海韦尔半导体股份有限公司
歌尔微电子股份有限公司
索尼半导体科技(上海)有限公司
上游
北京华卓精科科技股份有限公司
青禾晶元半导体科技(集团)有限责任公司
河南芯睿电子科技有限公司
拓荆科技股份有限公司
中游
半导体封装
光电子器件制造
微机电系统(MEMS)封装
下游


2、行业领先企业分析


(1)拓荆科技股份有限公司


拓荆科技股份有限公司在键合机领域的技术研发起步较早,积累了深厚的技术底蕴。公司依托多年技术积累,已从前道薄膜设备走向3D-IC设备,并在键合和相关产品领域取得显著布局。拓荆科技实现了国产键合设备装机量及键合相关工艺覆盖率第一,这充分证明了其技术实力和市场认可度。公司不断推出创新产品,如低应力熔融键合设备Dione300F、芯片对晶圆混合键合设备Pleione、激光剥离设备Lyra和键合套准精度量测设备Crux300等,这些产品展现了拓荆科技在键合机领域的技术领先地位。此外,拓荆科技还积极推进混合键合设备的研发与产业化,以满足市场对高精度、高稳定性键合设备的需求。2025年一季度,拓荆科技营业收入为7.09亿元,同比增长50.22%;归母净利润为-1.47亿元,同比下降1503.33%。

2018-2025年一季度拓荆科技经营情况


(2)苏州迈为科技股份有限公司


苏州迈为科技股份有限公司是一家专注于高端智能制造装备的研发、生产和销售的高新技术企业。迈为科技在键合机领域的技术研发主要集中在激光键合技术上。公司立足真空、激光、精密装备三大关键技术平台,致力于研发、制造、销售智能化高端装备。在激光键合领域,迈为科技已推出全球首套G3.5代线键合设备,并交付客户稳定量产。此外,公司还成功开发了全自动晶圆临时键合设备和晶圆激光解键合设备,以及全自动混合键合设备等多款新产品,以满足市场对高精度、高稳定性键合设备的需求。2025年一季度,迈为股份营业收入为22.29亿元,同比增长0.47%;归母净利润为1.62亿元,同比下降37.69%。

2018-2025年一季度迈为股份经营情况


六、行业现状


当前,中国键合机行业正处于快速发展与转型升级的关键阶段。作为半导体封装设备领域的重要组成部分,键合机在集成电路、功率器件及光电子器件等制造环节中发挥着不可替代的作用。近年来,随着国家政策的大力扶持、下游应用市场的持续扩张以及技术创新的不断突破,中国键合机行业展现出蓬勃的发展活力。2024年,中国引线键合机进口金额为6.18亿美元,同比增长21.41%。尽管国内企业在中低端键合机市场已取得一定突破,但在高端市场,尤其是高精度、高效率的引线键合机领域,仍高度依赖进口。这表明国内企业在技术研发、产品创新等方面仍有待加强。

2018-2024年中国引线键合机进口金额情况


七、发展因素


1、机遇


(1)政策红利驱动


国家层面将半导体设备纳入重点发展领域,《中国制造2025》明确提出形成关键制造设备供货能力,《“十四五”国家信息化规划》进一步强调突破集成电路设计工具及特色工艺。地方层面,宁波、金华、辽宁等地通过专项政策构建产业生态,例如宁波对键合机等封测设备研发给予技改项目最高2000万元补助,首次形成销售订单的设备可获30%验证测试费用补贴。此外,国家集成电路产业投资基金(大基金)及地方专项资金为键合机企业提供融资支持,税收优惠政策如高新技术企业15%所得税优惠税率、研发费用100%加计扣除,显著降低企业创新成本。政策组合拳形成“战略引领-资金支持-标准护航-市场倒逼”的协同效应,推动国产键合机从“跟跑”向“并跑”转变。


(2)市场需求爆发


5G基站建设、人工智能算力提升、物联网设备普及直接拉动半导体芯片需求,2024年中国集成电路产量达4514.2亿块,同比增长28.45%,带动键合机等封装设备需求。汽车电子领域,随着电动汽车渗透率提升,功率器件(如IGBT、MOSFET)需求激增,楔焊键合机因其高可靠性连接特性迎来市场机遇。此外,消费电子领域,TWS耳机、智能手表等可穿戴设备对微型化、高密度封装的需求,推动倒装芯片键合机、铜柱键合机等高端设备应用。政策推动的国产化替代需求,如5G、人工智能等领域对高性能键合机的需求,进一步倒逼企业加速技术迭代。


(3)技术突破窗口


技术突破为中国键合机行业打开高端化升级路径。一方面,跨学科技术融合推动设备性能跃升,例如将人工智能算法应用于键合过程控制,实现动态压力调节与缺陷预测,提升键合良率。另一方面,高端键合技术逐步实现国产化突破,如混合键合技术可实现芯片间10μm以下间距的互连,是3D堆叠封装的关键,国内企业已开发出原理样机。此外,激光键合、热压键合等新技术逐步应用于微机电系统(MEMS)、光学器件等特殊材料封装,热影响区小、连接强度高的优势满足生物医疗、航空航天等高端领域需求。技术突破不仅提升国产键合机竞争力,更推动行业向价值链高端攀升。


2、挑战


(1)技术创新挑战


中国键合机行业面临的首要挑战是技术创新能力的提升。尽管国内企业在金丝键合、热压键合等领域取得突破,但在高端技术如混合键合、激光键合等方面仍落后国际水平。例如,混合键合技术可实现芯片间10μm以下间距的互连,是3D堆叠封装的关键,但国内仅少数企业具备原型机开发能力。此外,键合机需与先进封装工艺(如Chiplet、HBM)同步迭代,国内企业在工艺理解、设备适配等方面存在滞后。


(2)产业链协同挑战


键合机行业需与半导体产业链深度协同,但国内企业在上下游联动方面面临挑战。上游方面,键合机核心部件如压电陶瓷、高精度电机等依赖进口,供应链安全风险高。下游方面,国内封装厂多采用国际设备,国产键合机需通过严苛验证才能进入产线,且需与光刻机、蚀刻机等设备兼容,协调成本高。此外,国内企业在工艺数据库、设备接口标准等方面缺乏统一规划,导致设备间数据孤岛现象严重,制约了整体效率提升。


(3)国际竞争挑战


中国键合机企业面临国际巨头的全方位竞争压力。。新加坡ASMPT公司以及美国库力索法公司占据全球80%以上市场份额,在技术、品牌、渠道方面形成垄断。国内企业需在性价比、服务响应等方面建立差异化优势,但国际巨头通过降价策略、专利壁垒等手段压制竞争。此外,国际巨头通过并购、合资等方式布局中国市场,进一步挤压本土企业生存空间。国内企业需在突破技术封锁的同时,探索海外市场的本地化运营,但面临文化差异、知识产权等挑战。


八、竞争格局


中国键合机行业在近年来取得了显著的发展,但整体竞争格局仍呈现出国际巨头主导、国内企业加速追赶的特点。全球键合机市场主要由新加坡ASMPT公司、美国库力索法公司等国际巨头垄断。尽管国际巨头占据主导地位,但国内企业在键合机领域取得了显著进展。华卓精科可提供混合键合设备和临时键合设备,包括混合键合设备(UP-UMA®HB300)、熔融键合设备(UP-UMA®FB300)、芯粒键合设备(UP-D2W-HB)。青禾晶元可提供晶圆及芯片键合设备,涵盖超高真空常温键合(SAB61系列)、亲水/混合键合(SAB62、SAB82系列)、热压/阳极键合(SAB63系列)、临时键合/解键合(SAB64系列)以及高精度TCB键合(SAB83系列)等。芯睿科技最新键合机产品包括4-8寸全新Carriera系列临时键合解键合设备、12寸全新Aviator系列临时键合&12寸全新Libera系列激光解键合设备、8-12寸全新Divina系列永久键合机。拓荆科技的12英寸键合机产品为Dione 300系列,用于实现在常温下多材料表面的晶圆键合。系列产品包括Dione 300和Dione 300F,可搭载晶圆表面活化、清洗、键合和键合精度量测模块等。

中国键合机行业企业竞争格局


九、发展趋势


1、智能化与自动化


未来,键合机将深度融合工业互联网、数字孪生、人工智能等技术,实现生产模式智能化转型。设备将具备自感知、自决策、自执行能力,例如通过嵌入式传感器实时采集键合压力、温度、超声波功率等参数,利用机器学习算法建立工艺模型,动态优化键合轨迹与能量输入。此外,键合机将与AGV、机械臂协同,构建无人化封装产线,实现物料自动上下料、设备状态远程监控、预测性维护等功能。智能化转型将显著提升生产效率,降低人为误差,推动键合机从单机设备向智能制造单元演进。


2、绿色化与低碳化


在“双碳”目标驱动下,键合机行业将加速绿色化转型。设备设计将采用节能技术,例如优化加热系统、降低待机功耗、使用可再生能源驱动模块。工艺创新将减少材料消耗,例如开发无铅键合材料、推广低温键合技术,降低生产过程碳排放。此外,键合机将集成能耗监测与碳足迹追溯功能,帮助企业满足欧盟碳边境调节机制(CBAM)等国际环保法规要求。绿色化转型不仅是政策合规需求,更是提升国产键合机国际竞争力的关键。


3、全球化与生态化


中国键合机行业将加速融入全球产业链,构建开放协同的产业生态。企业将通过海外并购、合资建厂、本地化服务等方式拓展国际市场,例如在东南亚设立研发中心,贴近客户需求。同时,国内企业将深化与上下游合作,例如与晶圆厂共建联合实验室,提前介入新工艺开发;与材料供应商协同创新,突破键合丝、焊球等关键材料国产化瓶颈。此外,行业将推动标准国际化,例如参与SEMI标准制定,提升国产键合机在全球市场的认可度。全球化与生态化战略将推动中国键合机行业从“单点突破”向“体系制胜”跃升。

中国键合机行业未来发展趋势

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