随着先进封装的不断推进，SiP技术、3D封装等技术逐渐显露出巨大潜力，封测设备在半导体设备行业中的占比逐渐提升。中国大陆先进封装市场正成为提升产业链能力的一大方向，加上新兴市场的需求增长，国产封装设备面临巨大缺口。在贴片机市场，高速度、高精度、高效率和高稳定性的贴片机研发成为封装设备国产化的拦路虎。
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图源：Capcon
随着SiP系统级封装、3D封装等先进封装的普及，先进封装产线对于固晶设备在性能方面提出了更高的需求，包括对贴片机的精度、速度、良品率、稳定的力控制、温度场及变形的控制的要求都非常高。
固晶机（Die bonder），也称贴片机，是封测的芯片贴装（Die attach）环节中最关键、最核心的设备。将芯片从已经切割好的晶圆（Wafer）上抓取下来，并安置在基板对应的Die flag上，利用银胶（Epoxy）把芯片和基板粘接起来。贴片机可高速、高精度地贴放元器件，并实现定位、对准、倒装、连续贴装等关键步骤。
封装贴片机分为FC封装贴片机、FO封装贴片机和2.5D/3D贴片机。按照应用类型，可分为IC固晶机、分立器件固晶机、LED固晶机（贴片固晶机和COB固晶机），主要应用于半导体电芯片、光芯片、光模块、硅光器件、传感器等封装制程。
图源：ASMPT
固晶设备是应用于后道封测关键工序，精度、速度的要求越高，UPH越快越容易出现偏差。固晶质量会直接影响后续的打线等环节，并直接影响了产能和芯片封测良率及成本：
- 固晶机按照精度等级分为：超高精度设备、中高精度设备、低精度设备；
- 超高精度固晶机，精度可做到±3~5μm以内，代表品牌Datacon、MRSI、ASM设备。在IC先进封装领域，目前全球最高精度为±1μm的ASMPT COS 贴片机。行业内设备最高精度为±3μm的华封AvantGo 2060W 贴片机；
- 中高精度固晶机，精度约在±25μm范围，UPH约在15~20K，主要品牌有ASM、ESEC、雅马哈、日立等；
- 国产IC固晶机的普遍精度±25μm以上，UPH在12-15K。
2022贴片机进口15450台，（2020为18007台，2021为20,992台）近134.88亿元，其中广东57.04亿、上海22.51亿、江苏19.23亿。图源：未来半导体
全球主要贴片机品牌
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固晶机核心技术一直掌握在少数的大公司中,并且采用专利形式进行技术产权的保护，致使日美欧在高精度固晶机市场一直处于垄断状态。目前固晶机全球市场规模超20亿美金，ASMPT、BESI处于垄断。
ASMPT是全球最大的半导体元件集成和封装设备供应商。公司旧称ASM Pacific Technology，2022年8月1日正式改名为ASMPT Limited，并宣布将全球业务统一归入ASMPT品牌下。ASMPT总部位于新加坡，业务涵盖半导体解决⽅案和SMT解决方案分部。
ASMPT贴片机是全球主流贴片机品牌之一。全球市场份额约为30%，中国市场份额约70%。也是目前市场上能够提供新型MiniLED固晶技术的厂商之一。该公司贴片机以高速装贴和绝对的精准度著称，号称贴片机中的“贵族机”、“战斗机”。
Nova Plus贴片机/倒装芯片接合机，精度为±1.0 µm 图源：ASMPT
ASMPT拥有世界最高精度的贴片机与倒装芯片贴片机。其中，Nova Plus 精度为±1.0 µm ，可适用于半导体先进封装（TSV、eWLB、扇出、WLP、3D、Stack Die）、微机电系统、汽车传感器、射频识别和光电系统；AFC Plus具有极高的精度和贴装精度 (±1.5µm)，具有广泛的功能，应用在微光学、LED 和 MEMS 组装、半导体先进封装（3D、Stack Die 等）；COS 贴片机精度为±1.5µm，适用于矽光电子、光器件封装、数据通信/5G、3D传感器/激光雷达和增强现实；NANO 精度为±2.0µm，适用于硅光子学和光器件封装，被誉为同类产品中精度最高的贴装系统。公司还有Fan-out固晶设备是全效高精度取放的NUCLEUS 系列；热压式固晶设备是FIREBIRD TCB 系列等。
2018年收购德国超高精准固晶设备供应商AMICRA，从而进入光电子市场。AMICRA在光电子市场中占有领先地位，专注于亚微米超高精准固晶设备。除此之外，ASMPT四十多年来，通过全球并购完善了在先进封装设备领域的全覆盖，拥有德国西门子旗下SEAS、英国DEK、荷兰ALSI、葡萄牙Critical Manufacturing等一系列品牌。近二十多年来保持全球半导体封装设备第一的宝座。2023年第一季度，ASMPT销售收入为港币39.2亿元(5.00亿美元)，按年-25.6%。集团受惠于自身独特兼广泛的产品组合，拥有多元化业务模式，在车规级芯片、HPC、AI、5G持续带来增长点，具备抵御各种市场周期的能力。
总部位于荷兰的BESI是全球半导体和电子行业的半导体装配设备的先行供应商，全球市场份额约50%，中国市场份额约20%。诞生了世界上第一个固体晶体机品牌，以低成本具有高精度（在X/Y贴装精度为±2~5微米），高生产力和可靠性著称，Besi的先进封装系统为芯片贴装、多芯片和倒装芯片应用提供了极大的灵活性。
图源：BESI
Besi旗下有 Esec 和 Datacon 两大固晶机品牌。分化为面向先进封装提供有多模块连接产品Datacon 2200 evo系列、固晶贴装产品有Esec2100系列；面向大规模生产和高端领域提供倒装芯片系统产品有Datacon 8800系列（Datacon 8800 TC有先进的 TC-CUF 良率控制，实现精度±2μm，Datacon 8800 CHAMEO适用于细间距和 TSV 应用，实现精度±3~5μm；Datacon QUANTUM适用于多功能高速倒装芯片，实现精度±4μm，UPH 高达 16,000；UPH 高达 10,000；Datacon 8800 FC QUANTUM实现精度±5 微米 ，UPH 高达 9000；Datacon 8800 CHAMEO实现精度±3µm，UPH为6,000），面向功率半导体大众市场的全自动软焊芯片贴装设备有Esec2009系列。
Besi有广泛的终端用户市场，为电子、移动互联网、计算、汽车、工业、LED和太阳能提供引线框、基板和晶圆级封装应用开发领先的组装工艺和设备。客户主要是领先的半导体制造商、组装分包商以及电子和工业公司。23年1季度国际半导体设备收入增速放缓，Besi 23Q1新接订单1.42亿欧元，同比下滑31%。
Mycronic集团旗下的MRSI SYSTEMS是全自动、高速、高精度、灵活多功能的固晶贴片系统的全球领先制造商，为所有级别的封装提供最有效的系统和组装解决方案。在中国设有全资子公司迈锐斯自动化（深圳）有限公并使用MRSI品牌。
MRSI专注于为光电器件和微电子客户提供服务，是全自动、高速、高精度、灵活多功能的贴片系统的全球领先制造商，其MRSI－H／HVM系列产品线产品精度从3Sigma的±3微米增强至±1.5微米。全球首款1.5微米精度的全自动贴片机MRSI-H-LDMOS配置用于射频和微波应用；MRSI-H-HPLD配置用于高功率激光芯片应用；MRSI-H-TO配置用于TO-CAN封装应用；MRSI-H-LD配置用于多种应用，灵活性更高。
Finetech是全球领先的亚微米贴片机及高端SMD返修设备制造商，其全自动微组装贴片机结合了高精度贴片（±2μm）的优产能以及无与伦比的工艺柔性。产品有FINEPLACERR lambda2、FINEPLACERR sigma、FINEPLACERR femto系列，可满足倒装芯片、传感器和光电应用。
Tresky 公司是德国精密制造的代表，世界领先的高精密封装机械制造商之一，在半导体市场拥有40年的经验。TRESKY的固晶机产品线T-6000-L、T-6000-L/G、T-8000-G等，定位精度为±2.5 μm，适合芯片高精度倒装、MEMS封装、光电器件封装。
FiconTec为全球光电子及半导体自动化封装和测试领域领先的设备制造商之一，公司的CPO光模块业务包含芯片晶圆测试、可用于片上集成的激光器亚微米贴装和光芯片上贴装以及光芯片输入输出的透镜及光纤的耦合和贴装。客户方面，ficonTEC客户均为全球硅光及相关领域知名企业，海外如Intel、Cisco、Lumentum、Fabrinet、Finisar等，国内如华为、中际旭创等。
Kulicke & Soffa是全球领先的半导体和电子组装解决方案提供商之一。几十年里，库力索法致力于为客户提供市场领先的封装解决方案。近年来，K&S通过战略性收购和自主研发，增加了先进封装、电子装配、楔焊机等产品布局。
随着附着更薄芯片和基板的新兴趋势， 公司 iStack™ W+ 提供了晶圆级芯片附着解决方案，精度为±5μm。Katalyst™提供业界有竞争力的倒装芯片贴装精度和速度，其硬件和技术可在基板或晶圆上实现 ± 3μm的精度，另外还有晶圆级封装 (WLP)和MCM & SIP/FC BGA/FC-CSP/ FC-Memory/FCOB 和POP（叠层包装）贴片机，K&S AP-Hybrid 解决方案的实际贴装速度高达每小时 165,000 个无源元件，键合速度高达每小时 27,000 个倒装芯片，缺陷率低于百万分之一。
倒装芯片贴片机Katalyst™ 图源：Kulicke & Soffa
在收购日立和索尼贴片机后，雅马哈已发展成为全球唯一一家集FA、SMT、半导体三大领域于一体的公司。具高速、精度、稳定性且高性价比上，号称为中速机之王。相比其他日系贴片机品牌，国内中小型贴片厂商用更青睐雅马哈。
雅马哈最新高速混合固晶设备i-Cube10，是行业中为数不多的涵盖SMD和固晶机所需功能的设备。可进行高速高精度贴装，贴装精度可达±15μm（CPK≥1.0），速度可达10,800CPH（晶圆供料）。近期，雅马哈发动机计划2024年内将向日本滨松市的工厂投资100亿日元进行扩建，将厂房面积扩大60%，预计可以使贴片机的产能提升至2倍。
全球贴片机竞争者还有一些，不一而足了，下面介绍国内的。
中国贴片机现状
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在全球封测产能逐渐向国内转移的背景下，国内企业不断加大研发投入，自主核心技术不断提升，但总体上仍与国外企业存在差距。
从市场细分来看，在中低端市场国产固晶机已具备了国际竞争力，大部分产品已接近和超过国际领先水平，其中LED固晶机国产化率达到90%；但在IC高端市场的国产化率刚有10%，高端设备的核心部件如运动，驱动，视觉，传感等90%以上来自欧美日发达国家。高速度、高精密、高效率和高稳定性的贴片机研发成为封装设备国产化的拦路虎。精度、速度、稳定性是先进封装贴片机最核心的指标，是递进式的高门槛：
- 高精度贴片机成本占比达整条先进封装设备产线的30%-40%，直接决定先进封装的良率；
- 传统贴片机的精度在 20~25 微米之间，而先进封装精度范围在3~5 微米之间；
- 速度是保证客户的生产效率，固晶机因贴片速度而有差异，通常介于1.5-2.5万片/小时；
- 稳定性是客户维持产能的生命线。
除此之外，我们贴片机在设计、制造、工艺、配件储备、管理技术、专业人才以及售后维护等方面与国际还有差距。此外，研制中高端固晶设备还需要产业生态资源的支持：如健康的零部件供应链、下游客户给予的开发支持及试错验证机会。
中国贴片机主要参与者
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华封科技是行业内高端贴片机的领军者。贴片机产品对先进封装贴片工艺实现了全面覆盖，包括FOWLP(Face Up/Down)、POP、MCM、EMCP、Stack Die、SIP、2.5D/3D、FCCSP、FCBGA等。
华封目前已推出了面向2060W-晶圆级封装贴片机，可适用于info、COWOS、M-Series、EWLB工艺；2060P-倒装晶片封装贴片机，可适用于Flip Chip、MCP、MEMS贴片工艺，该设备具有双轨道多键合头，独立双晶圆台同时处理多种组件 ；以及 2060M-SIP系统级封装贴片机，支持C2/C4、COS、SIP工艺，且可处理多尺寸晶圆，能实现多种基板传送方式。华封科技设备在与欧系、日系设备同一精度的水平上，速度则快2~3倍。并保持每6个月推出一个全新产品线，快于竞品1-2年的新品开发周期。
Capcon（华封科技）晶圆级封装贴片机AvantGo 2060W具有超高精度多键合头，精度可达+/-5um@3σ，高精度模式下可以达到+/-3um@3σ（单头工作模式）。每小时产能5000-11500pcs，UPH高达12k（Face up)。图源：华封科技
公司规划了六大系列产品，来支持多种场景下的先进制程。它们分别为A系列（Andromeda 仙女座）、L系列（Leo 狮子座）、R系列（Reticulum 网罟座）、M系列（Monocerotis 麒麟座）、V系列（Venus 金星）和E系列（Eridani 波江座）。
目前华封科技已覆盖国内前十的国内客户，和国际排名前十中的七家客户，也是近年在先进封装领域唯一获得日月光、矽品、NEPES、通富多个头部厂商大量复购的设备企业。2023年初已与日月光确定了未来3年长期合作供应计划。在营收上，公司预计2023年将保持两倍增长。2023年，华封科技相继完成5000万美元B2轮、B2+轮融资，将助力公司自主创新之路上更深层次的研发布局。
普莱信智能技术有限公司致力于打造国际领先的高端装备领域平台型企业，是国内领先的固晶设备商。在半导体封装领域推出本土化的8寸，12寸IC级固晶机（DA801、DA1201、SkyBonder），在精度、速度、稳定性上完全媲美进口产品，贴装精度±10~25微米，角度精度正负1度，覆盖QFN、DFN、BGA、LGA、SiP等封装形式，得到华天、UTAC、华润微、富满电子、甬矽等的认可。
图源:普来信
普莱信在光通讯领域，开发出DA401，DA401A，DA402等超高精度固晶机，设备定位精度正负1.5微米，贴装精度±3微米，为高精度的40G、100G及400G高端光通信模块封装设备实现国产替代。在MiniLED封装领域有XBonder Pro 超高速刺晶机，采用倒装COB刺晶工艺，贴装精度控制在±15μm以内，最高精度可以做到±5μm。2022年初，公司完成B轮融资。
苏州猎奇智能设备有限公司是一家工业自动化解决方案公司，拥有光模块、芯片封装标准设备。微波射频和SiC IGBT固晶领域，成功打破了国外垄断并实现批量供货。主打拳头产品全自动高精度共晶贴片机HP-EB3300，适用于COC/COS贴片封装，可实现标准片贴装精度±1.0μm，实贴精度±3μm，
新益昌是固晶设备龙头厂商，公司已经成为国内LED 固晶机、电容器老化测试智能制造装备领域的领先企业，并导入半导体固晶机和锂电池设备领域。受益于MiniLED市场崛起，公司LED固晶机在国内占有率第一。封测设备成为第二增长极。导体全自动固晶设备有HAD810、HAD812、HAD816-A、HAD816-B，适用于DFN/QFN系列、SOP系列。LED显示领域有丰富多样的固晶设备。服务于晶导微、灿瑞科技、扬杰科技、通富微、固锝电子、华天科技等。
江苏佑光科技股份有限公司是国内知名半导体和LED封装装备供应商，固晶产品精度可达±5微米。DB810S高精密自动固晶机，针对高端LED、COB、光通讯产品自动固晶，定位精度：±5~10μm。
凯格精机一家专注于高端精密自动化装备的研发、生产、销售以及工艺方案的提供商，有精密封装设备事业部。固晶机有GD91M、GD80、AOI和GD200系列，MiniLED、Micro LED、灯条、COB等多种倒装产品的固晶。其中GD200系列半导体高精度固晶机，适用于QFN、DFN、共晶工艺等多种晶粒/芯片类的产品固晶。设备精度为±10μm。
深科达是领先的半导体元器件服务商，目前正在研发半导体固晶机包括高精度固晶机、IGBT固晶机，目前高精度固晶机样机已研发成功，后续将提供给下游客户进行试用，IGBT固晶机已与客户达成少量销售订单。
微见智能是专业从事高精度光电芯片封装设备研发和生产的高科技企业。有生产的1.5μm级系列高精度固晶机已经成功量产并正式规模商用，并以其比肩国际一流的产品功能和品质。有通用高精度固晶机系MV-15D、MV-15H、MV-15T、MV-50A、MV-05A；专用高精度固晶机系列有微组装固晶机MV-MAR、光学模组贴片机MV-AVR、烧结工艺固晶机MV-50S、MiniLED修补设备MV-15L、激光加热固晶机MV-15LAB。在光通讯领域推出新一代固晶机，型号MV-15H，贴装精度达1.5微米，双工位协同工作，效率提升50%。
快克智能装备股份有限公司致力于为精密电子组装半导体封装检测领域提供智能装备解决方案。随着IGBT多功能固晶机、甲酸焊接炉及固晶键合AOI的开发成功，已形成功率半导体封装成套解决方案的能力。布局的Flip Chip固晶机用于Chiplet先进封装工艺。2023年快克智能总投资10亿元拟在常州市建半导体封装设备研发及制造项目。
东莞触点致力于为电子微器件以及芯片器件提供高端装备及高端精密封装解决方案，系中国首家CMOS固晶机量产商、首家COB全自动封装整线量产商、首家BGA封装多层超薄固晶机供应商。产品有高速固晶机、DB芯片固晶机、超薄芯片堆叠固晶机。目前可实现贴合精度±7-15μm。
博众精工是高端自动化和数字化装备制造商。公司瞄准光通信芯片高端贴片设备，2022年底新型全自动高精度共晶贴片机DB3000正式量产，该机型主要用于助力高速光通信、光电子与传感、微波射频、MEMS等高精度半导体后道工艺，尤其满足高端光通信芯片与器件柔性自动化封装生产，其贴片精度可稳定维持在±3μm之间，可实现共晶贴片、蘸胶贴片、倒装工艺等多种功能。
先进光电器材（深圳）有限公司是国内知名半导体和LED产品封装设备供应商，能够提供精度在±5微米的高端全自动贴装方案设备（包含贴片和共晶），产品有DB805A高精度贴片机、DB805B高精度共晶贴片机、DB810高精密自动固晶机。贴片精度±5μm。
几点启示
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国内IC高端贴片机企业势单力薄，中低端贴片机企业众多，贴片机行业进入洗牌期。在向高端贴片机发展进程中，贴片机将在保持高速度的同时，需要进一步提高贴片精度，以满足电子产品的微型化、超高密度制造需求。
在固晶机核心部件方面的追赶需要加大时间、练苦功夫，不能一味模仿，提升在核心技术和核心工艺方面的创新水平。我们不能以追求快钱而复制抄袭，我们不能为对标国际产品而造成对设备参数的不实宣传，这将这很大程度上影响国产品牌的企业信任。
随着中国先进封装市场的需求，国产替代放量逐渐加快，相信我们国内固晶机/贴片机企业在品质和耐心上积极推进，与先进封装厂的验证打磨和量产应用，让设备先进工艺赋能到先进封装产业。
