ASML入局先进封装市场，国产光刻机厂商的机会在那里？

一、产业风向：先进封装市场战略地位提升

近日，全球光刻机领军企业ASML在第八届中国国际进口博览会（进博会）上宣布，推出其首款专为3D集成和先进封装领域设计的光刻系统——TWINSCAN XT:260。这一i-line光刻系统基于ASML成熟的双工作台技术，通过光学系统创新实现了大视场曝光，旨在满足先进封装中RDL（重分布层）、TSV（硅通孔）等关键工序的制程需求，生产效率相较现有机型可提升4倍。

ASML此举意义重大。长期以来，以ASML、佳能、尼康为首的光刻“三巨头”主要深耕于技术壁垒极高、利润丰厚的前道晶圆制造领域。ASML此次高调推出针对后道（Back-End）的先进封装产品线，并将其作为中国市场的重要战略之一，释放了一个强烈的信号：先进封装市场的战略地位已提升到与晶圆制造同等重要的高度。

随着摩尔定律趋缓，芯片性能的提升越来越依赖于“超越摩尔”的先进封装技术（如Chiplet、2.5D/3D集成）。AI和高性能计算（HPC）的爆发式需求更是加速了这一进程。

在这一背景下，国内外市场格局正在被重塑：

国际市场： ASML、佳能、尼康“三巨头”已悉数“下场”，将产品线从前道延伸至后道，凭借其深厚的光学和精密制造积累，竞逐先进封装这一高增长赛道。

国内市场： 在前道光刻机市场（主要由上海微电子研发）面临严峻挑战的同时，后道先进封装光刻领域呈现出“百花齐放”的态势。以上海芯上微装、合肥芯碁微装、江苏影速集成电路装备等为代表的企业，在投影式和直写式等不同技术路线上均有布局，并且出货量和市场认可度正迅速增加。

本文将从核心技术对比、国内外厂商布局及产业趋势出发，深度分析为何先进封装正成为国内外光刻机厂商竞逐的新“战场”。

二、技术原理：图形制造技术与三大技术路径对比

半导体图形制造技术（Patterning）可大致分为两大类：有掩膜光刻（Masked Lithography）和无掩膜光刻（Maskless Lithography）。

有掩膜光刻是传统且主流的量产技术，特别是投影式光刻。它依赖一块物理掩膜板（光刻板）来阻挡或透过光源，从而将固定的电路图形转移到晶圆的光刻胶上。其核心优势在于批量制造的效率极高，但缺点也同样明显：掩膜板的制造成本高昂（数千至数万美元），且制造周期长（数周至数月），导致电路设计的改动成本很高，响应速度慢。

为了克服掩膜板带来的限制，无掩膜光刻技术应运而生，它提供了更高的灵活性。主要的无掩膜技术包括：

1.数字光刻（Digital Lithography）：它用一个可控的微反射镜阵列（DMD）取代了物理掩膜板。计算机可以实时控制每个“像素点”的光线是否到达光刻胶，从而实现图形的动态控制。这使其非常适用于研发验证阶段，设计改动响应速度极快。

*数字光刻原理图

2.直写式光刻（Direct-Write Lithography）：使用高度聚焦的光源（如激光、电子束或离子束）在光刻胶上逐点“书写”图案。这种方式无需掩膜，且理论分辨率极高（尤其是电子束/离子束），但其主要缺点是曝光效率非常低，不适用于大规模生产。

3.干涉光刻（Interference Lithography）：利用两束或多束相干光（如激光）在光刻胶表面形成干涉条纹，从而制造出高密度的周期性结构。

此外，业界还在发展如纳米压印（Nanoimprint）、定向自组装（DSA）和自对准多重图形化（SADP）等非传统光刻技术，以应对不断缩小的工艺节点挑战。

为了更清晰地了解几种主要光刻技术的特点，可参考下表对比：

三、先进封装新兴技术：数字光刻与纳米压印

先进封装对灵活性、成本和异构集成的需求，催生了两条颠覆传统投影光刻的新路径：数字光刻与纳米压印。

数字光刻（DMD/SLM）——TI奠定高速光学之路

广义的“数字光刻”（如EBL）早已存在，但在先进封装所需的“高速、高性价比”工业应用上，真正的技术突破源自德州仪器（Texas Instruments, TI）。

TI发明的DMD（数字微镜器件）——DLP技术的核心——是第一个实现了“高分辨率、高速度、高灵活性”的数字光刻解决方案，这使其成为该细分路线的“核心技术鼻祖”。

本文后续章节所分析的国内企业（如芯碁微装、影速集成电路）和国际巨头（如应用材料、尼康）采用的DMD/SLM数字光刻方案，其技术源头和核心器件均基于TI奠定的这一基础。

技术核心： TI的DLP技术（如旗舰产品DLP991UUV）充当“可编程数字掩模”，支持DUV波长，可实现亚微米分辨率。

关键优势： 根本优势在于“灵活性”与“实时校正”。设备可智能纠偏，以补偿基板翘曲（Warpage）和芯片位移（Die Shift），这是传统掩模光刻无法做到的。

巨头入局： 应用材料（AMAT）的DLT技术和尼康（Nikon）的DSP-100光刻机均采用此路线，验证了其行业主流地位。

纳米压印（NIL）—挑战光学的“物理复刻”

NIL技术完全绕开了昂贵的光学系统。其原理类似“盖章”：使用一个具有纳米级精细图案的模具（Template），在高精度对准后，直接“物理压印”到涂有树脂的晶圆上，1:1复刻图案。

核心优势： 理论分辨率极高（可达纳米级）。因摆脱了光学衍射极限和昂贵光源，它在成本上具有“降维打击”的潜力。

主要玩家： 全球最坚定的推动者是佳能（Canon）。国内领军者为苏州光舵微纳，其已实现NIL设备的全自动量产和产业化应用。

四、国际三大先进封装光刻机厂商对比

先进封装技术作为半导体产业迈向异质集成与3D架构的核心驱动力，正深刻重塑芯片设计与制造格局。它通过精细化重布线层（RDL）、通过硅通孔（TSV）和扇出型晶圆级封装（FOWLP）等工艺，实现多芯片模块的高密度互连与热管理优化，不仅显著提升系统级性能、降低功耗，还满足AI计算、5G通信和高性能计算对小型化与高效能的迫切需求，推动全球芯片市场向万亿美元规模加速演进。

在此背景下，光刻巨头阿斯麦（ASML）、佳能（Canon）和尼康（Nikon）纷纷加码布局先进封装光刻设备：阿斯麦于2025 Q3财报中揭晓其专注于3D集成领域的先进封装设备——TWINSCAN XT:260，填补了高端封装光刻领域的技术空白；佳能斥资 3.38 亿美元新建20年来首座光刻工厂，巩固自身封装光刻机的市场先发优势；尼康则于2025年7月宣布，首款面向半导体后道工艺的光刻系统DSP-100于当月起接受订单，预计2026财年内上市。这些战略举措都将预示着先进封装光刻市场将迎来新一轮的竞争与创新浪潮。

*TWINSCAN XT:260，图源：ASML

* FPA-5520iV LF2 Option，图源：佳能

*数字光刻系统，图源：尼康

ASML的进军势必将重塑先进封装光刻格局，随着数据中心对AI芯片需求的持续增长，以Chiplet芯粒技术为代表的先进封装领域对新的封装技术的需求也在不断上升，同时光刻工艺在封装应用也在不断增加，分辨率高且曝光面积大的后端光刻机愈发重要，市场竞争将更趋白热化。

五、国内三大先进封装光刻机厂商对比

与前道光刻机由ASML一家独大的格局不同，后道先进封装光刻机市场在国际上（ASML入局前）主要由佳能、尼康等厂商占据。而在国内，这一领域正成为本土设备厂商实现“换道”突破的关键赛道，呈现出多元化竞争的格局。

目前，国内先进封装光刻机市场主要形成了两大技术路线阵营：

1.投影式光刻： 以上海芯上微装为代表。该路线继承了前道光刻的成熟经验，采用掩膜板进行投影曝光，核心优势在于高产能和高精度，适用于大规模量产。

2.无掩膜光刻： 以芯碁微装和影速集成电路装备为代表。该路线无需掩膜板，通过DMD（数字微镜器件）或SLM（空间光调制器）技术直接曝光，核心优势在于高灵活性、无需开模、能快速响应设计迭代，尤其擅长处理翘曲基板和Die shift（芯片偏移）等后道工艺难题。

这三家代表性企业的具体布局对比如下：

*上海芯上微装的晶圆级先进封装光刻机

上海芯上微装科技股份有限公司（AMIES）是一家专注于高端半导体装备的创新型企业，致力为“超越摩尔”赛道的芯片先进封装领域提供高精度、高性能的解决方案。上图所示为其旗舰产品——晶圆级先进封装光刻机。该设备具备高分辨率、高套刻精度与超大曝光视场等核心优势，并针对先进封装特有的晶圆翘曲（Warp）和厚胶工艺（Thick Resist）具备强大的处理能力。其系列产品可灵活配置，高效满足Flip-chip、Fan-out WLP/PLP、2.5D/3D等多种先进技术要求。

AMIES的市场表现卓越，成立半年即于2025年8月完成了第500台步进光刻机的交付。该系列产品已占据国内市场90%、全球市场35%的份额。同年10月，公司亦亮相湾区半导体产业生态博览会，展示了在化合物半导体光刻、激光退火及量检测设备等领域的多元化解决方案。

*芯碁微装的直写光刻设备系列：针对不同应用（如掩模制作、MEMS、Fan Out-WLP、Fan Out-PLP、IGBT封装、IC载板等）和不同基板尺寸（从100mm到600mm）的直写光刻设备型号。

*芯碁微装的分区对位与智能纠偏技术能力

在先进封装光刻领域，全球市场目前主要由Canon、Veeco以及在国内市占率较高的SMEE（上海微电子装备）等传统步进投影光刻厂商主导。然而，受AI浪潮驱动，先进封装市场正迎来巨大潜力，这也为新技术路径带来了替代机遇。芯碁微装正专注于直写式光刻（无掩膜）这一关键技术路径，其核心优势在于精准应对先进封装特有的“灵活性”与“智能化”需求。

面对HPC和AI芯片带来的大尺寸异构集成趋势，传统光罩光刻机受限于视场（FoV）大小，在大面积曝光时面临拼接难题。芯碁的直写光刻技术（如WLP 2000 Plus）采用先进DMD数字成像，无需掩模板，从根本上克服了视场限制和高昂的掩膜成本。

更关键的是，替代进程正在发生。正如芯碁微装的技术专家所指出的，直写光刻技术（DWL）的独特优势在于能出色地应对基板翘曲（Warpage）。在先进封装工艺中，特别是针对RDL层和PI（聚酰亚胺）层，DWL可以实现“智能纠偏”，而这正是芯碁技术的核心：它能主动读取贴片后芯片（Die）的实际位置、旋转和翘曲，并动态调整RDL布线曝光，以精准补偿因“Die Shift”（芯片位移）等工艺难题造成的偏差。这种“所见即所得”的智能修正能力，大幅提升了Fan-Out WLP和2.5D/3D集成的工艺窗口，最终显著提高了整体封装良率。

*江苏影速集成电路装备股份有限公司的数字光刻机解决方案

江苏影速集成电路装备股份有限公司（WSPHOTECH）是国内首家实现数字光刻设备大规模量产的企业，已累计出售超1000台设备，服务客户约200家。其产品技术应用覆盖PCB、掩模版（Mask）、先进封装、MEMS、平板显示（FPD）及研发（R&D）等多个领域。

针对先进封装等领域面临的基底翘曲、芯片偏移（die shift）和工艺迭代快等严峻挑战，影速科技提供了高性能的数字光刻（无掩模光刻）解决方案。其设备可完成 2μm-x0μm 的线宽曝光，并凭借多镜头、独立聚焦系统和高精度聚焦控制技术，有效克服基板翘曲问题。同时，系统内置的在线位置测量、分区对位及强大的实时图像生成技术，可精准补偿基底变形与die shift。影速的解决方案还支持厚胶光刻和高精度双面对位功能，在应对复杂工艺、提升良率与性价比方面，展现出超越传统掩模光刻的显著优势。

从国内竞争格局来看，上海芯上微装凭借其在投影式光刻的深厚积累，在技术成熟度和量产产能上占据优势，尤其在成熟的晶圆级封装市场（如Flip-chip、Bumping）占有率较高。而芯碁微装和影速集成电路则凭借直写式光刻的灵活性异军突起，在板级封装（PLP）、大尺寸基板以及应对翘曲、die shift等新兴先进封装难题上展现出独特优势，市场增速迅猛。两种技术路线互为补充，共同构成了国内先进封装光刻的产业生态。

六、结语

ASML的入局，连同国内厂商的崛起，共同印证了先进封装光刻正从“配角”走向“主角”。综合国内外市场动态，我们可以清晰地看到以下趋势与启示：

1.前后道技术加速融合，后道价值凸显

ASML的XT:260本质上是将其成熟的前道XT平台“降维”应用于后道，这表明前后道的技术边界正日益模糊。国际巨头将其在前道积累的高精度套刻、高产能双工台等技术引入后道，极大提升了先进封装光刻的设备标准和技术门槛，也反向证明了后道封装的利润空间和战略价值已足以吸引“王者”入局。

2.直写式与投影式光刻并行发展

与前道光刻追求极致分辨率（EUV）不同，先进封装光刻的需求是多元化的。

• 投影式（如ASML、佳能、芯上微装）等满足大规模、高通量、高精度的RDL/Bumping量产需求。

• 直写式（如尼康、芯碁、影速）等则满足了Chiplet带来的die shift补偿、TGV/PLP等大板面、以及研发阶段快速迭代的灵活性需求。

未来市场将是两者并存、优势互补的局面。

3.先进封装为国产设备提供绝佳的黄金机遇

在前道光刻领域，国产面临着EUV等“卡脖子”难题，追赶难度极大。但在先进封装光刻领域，技术迭代路径不同（主流为i-line），市场也更为开放多元。国内厂商（芯上微装、芯碁、影速等）已经凭借差异化的技术路线（投影式+直写式）占据了相当的市场份额。ASML等巨头的进入虽然加剧了竞争，但也反过来“教育”了市场，拉高了整个赛道的天花板。国产设备商应抓住这一窗口期，凭借本土服务优势和快速迭代能力，巩固现有市场，并向更高精度、更大尺寸的设备发起冲击。

4.拉动效应明显，全产业链协同势在必行

光刻机的突破必将带动整个先进封装设备产业链的发展。光刻机是先进封装的核心，但并非全部。其前后工序，如晶圆键合（Bonder）、解键合（Debonder）、高精度量测、PVD/CVD等设备同样是关键。国内先进封装光刻机的放量，将为这些配套设备提供宝贵的验证平台和市场机会，从而拉动国产先进封装设备全产业链的协同发展和成熟。

参考文献

[1] ASML进博会晒“铁三角”全景光刻，展首款先进封装光刻机. 芯东西. 2025.11.04.

[2] ASML推出专为先进封装打造的 TWINSCAN XT:260光刻机,重塑其中国战略.DIGITIMES Asia. 2025.11.6.

[3] Canon Inc. (2023). Canon to build new lithography equipment plant, first in 20 years. 

[4] Nikon Corporation. (2025.07.16). Nikon releases its first back-end lithography system "DSP-100". 

[5] 合肥芯碁微电子装备股份有限公司官网. (2025). 产品与方案 - IC装备.

[6] 江苏影速集成电路装备股份有限公司官网. (2025). 解决方案 - 先进封装.

[7] 上海芯上微装科技股份有限公司. (2025.08.08). 芯上微装第500台步进光刻机成功交付. 

[8] Yole Développement. (2024). Lithography for Advanced Packaging Market & Technology Report.

[9] Liu, J., & Wu, X. (2023). Key Lithography Technologies for Fan-Out Panel-Level Packaging. Journal of Micro- and Nanosystem-Integration.

作者：本文由深芯盟半导体产业研究部分析师团队协作完成。