The Bonder War – An update on ASMPT (522 HK)，BESI (BESI NA), Shibaura (6590 JP), Tazmo (6266 JP) and other advanced packaging equipment players
最近有几家半导体后道的先进封装设备公司在报完二季度财报后股价出现暴跌的情况：比如香港上市的ASMPT (522 HK) 2Q24业绩会后两天内暴跌34%，以及荷兰上市的BESI (BESI NA) 2Q24业绩会后两天内暴跌24%。这引起了不少投资人的担忧，也有不少读者反馈是否可以update一下之前提到过的先进封装设备公司的最新情况。因此，今天笔者就来写一下HBM，CoWoS以及SoIC这三者advanced packaging process的最新动态。
首先，让我们回顾一下CoWoS的基本背景知识。我们知道台积电的CoWoS先进封装制程是一个总称，CoWoS （chip-on-wafer-on-substrate）技术又分三种类型，分别是CoWoS-S，CoWoS-R，和CoWoS-L （参见下表）
这其中CoWoS-S是最开始的类型，S stands for silicon，因此它的interposer是用一整片的silicon wafer制成，其优点是布线可以非常密集，从而提供非常快的信号传输速度。其缺点也显而易见，由于其interposer是用silicon wafer做的，因此1）成本非常昂贵（vs. organic interposer），2）silicon wafer的lithography process受限于掩膜版的reticle limit（即目前可以光刻的最大尺寸为33mm x 26mm = 858mm^2），虽然台积电使用stitching technique使CoWoS-S的silicon interposer可以做到的最大尺寸达到了 4x reticle limit （例如用于AMD MI300的CoWoS-S），但这已经是极限了，而且又带来了另一个问题 3）由于silicon interposer必须要做得非常薄，随着interposer尺寸的增大它的fragility迅速上升，在整个工艺制作流程中会随时发生cracking的风险。
由于以上种种问题，台积电又发明了第二种类型CoWoS-R，R stands for RDL (Re-Distribution Layer)。RDL interposer不同于silicon interposer，它是采用有机材料（通常为ABF），通过dry film lamination的方式一层一层build up上去的。它的优点显而易见，由于采用的是有机材料而非silicon interposer，CoWoS-R的成本要低得多（实际上它是三种CoWoS类型当中最便宜的）；其缺点则是牺牲了I/O density，与CoWoS-S正好反过来。
于是台积电又发明了第三种类型CoWoS-L。这是一种兼顾CoWoS-S和CoWoS-R优点的类型。CoWoS-L仍然使用有机的RDL interposer（因此仍然比CoWoS-S便宜），但不同于CoWoS-R的地方是，它在RDL层当中嵌入了许多有源和无源的硅桥（silicon bridge），用于RDL interposer上面各个die之间的互联（见下图）。其中无源的部分叫做IPD（intergrated passive device），有源的部分叫做LSI（local silicon interconnect），因此取名为CoWoS-L，L stands for LSI。用通俗的话来说，由于用一整片silicon interposer太贵，台积电等于是把整片的silicion interposer切碎成一段一段的silicon bridge，然后埋进更便宜的organic interposer里面，只在需要芯片互联的地方使用silicon bridge进行连接，这样既节省了成本，又不牺牲高I/O密度，还提升了interposer的尺寸（CoWoS-L可以做到up to 6x reticle limit），一举三得。
理解了CoWoS的种类，我们还需要了解一下台积电的CoWoS制程当中使用了多少种bonder：简单来说，CoWoS分为CoW （chip-on-wafer）和 WoS（wafer-on-substrate）两大制程。其中CoW目前使用的bonder是日本芝浦的FC (flip-chip) bonder；WoS则主要使用ASMPT的bonder。除此之外，CoWoS制程当中还使用到了temporary bonder & debonder （业界简称TBDB process）。TBDB制程主要用于interposer的TSV开孔（笔者之前在另一篇文章中详细介绍过：SUSS MicroTec (SMHN GR) -- A Hidden Advanced Packaging Play）。台积RDL interposer的temporary bonder采用的是德国设备商Suss Microtec，silicon interposer的temporary bonder则是用日本的AIMechatec；CoWoS debonder目前均采用日本的Tazmo（见下表）:
介绍完了背景知识，下面笔者会：1）update台积电CoWoS-S/L/R分季度产能的最新情况，2）介绍Shibaura, BESI, Protec, Tazmo, EO Technics, ASMPT, K&S等各家先进封装设备厂商的最新订单情况，3）介绍台积电CPO和SOIC产能的规划，4）详解目前台积电SOIC的客户以及开案情况。