TSV专家 1. TSV材料行业基本情况 • 核心应用场景：TSV（硅通孔/硅互通）工艺核心应用于先进封装领域，尤其是3D NAND、2.5D/3D先进封装场景
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TSV专家
- TSV材料行业基本情况
• 核心应用场景：TSV（硅通孔/硅互通）工艺核心应用于先进封装领域，尤其是3D NAND、2.5D/3D先进封装场景，是解决芯片高密度互联的关键工艺，也是国内绕开高阶制程限制的重要技术路径。
• 核心关键材料：TSV工艺最核心的材料为铜电镀液与CMP研磨液，其中TSV通孔目前几乎全部采用铜塞孔工艺，铜电镀液需求大且稳定；多层堆叠（3D NAND当前已达300-500层，铠侠已推出1000层产品）对每层平坦度要求高，需CMP研磨液、抛光垫等关键材料保障工艺效果。
• 核心性能要求：
• 多层堆叠结构要求每层材料结合力强，任意一层分层、开裂都会导致整颗芯片报废，直接影响良率与生产成本。
• 铜作为塞孔导体易发生原子扩散，若扩散至阻挡层/绝缘层会引发线路短路，对铜电镀液工艺技术要求高。
• 需适配几十比一的高纵横比通孔，电镀工艺需具备强塞孔能力，避免空泡产生。
• 不同层级材料热膨胀系数需匹配，避免芯片工作发热时因胀缩不一致引发拉扯断裂、电性失效；同时材料需满足耐热性要求，适配AI算力芯片、车规级芯片的高散热需求。
• 材料等级划分：
• 消费级：应用于手机、平板、电脑，可靠性要求最低，使用寿命3-5年。
• 车规级：应用于电动汽车芯片，要求高于消费级，使用寿命约15年。
• 军工级：要求最高，使用寿命20年以上，需耐受-200℃至高温的宽温度范围，同时具备抗辐射、抗震动能力。
Q&A
Q：TSV封装所需的CMP材料、电镀液在不同芯片中的用量是多少？用量和哪些因素相关？伴随HBM等产品升级，相关材料的用量变化趋势是什么？
A：相关材料用量和芯片设计的堆叠层数直接相关，层数越多，材料用量越大，仅看晶圆产量无法准确测算用量，不同芯片的用量差异极大，直接对比芯片类型的参考意义有限。具体用量测算维度如下：1. CMP材料：每一层堆叠都需要进行CMP研磨，层数越高对研磨平坦性的要求也越高，同时工艺迭代后芯片会使用钛等更多新材料，会对CMP材料的兼容性提出更高要求，也会带动相关材料需求提升；2. 电镀液：TSV深孔填充以及各层线路的大马士革工艺都需要使用铜电镀液，层数越高电镀液用量越大。目前行业通常按设备消耗量结合产能情况测算整体用量，以中芯国际的高阶工艺为例，单台铜电镀设备单个槽容量约200升，一天需要换4次槽，单台设备一天铜电镀液用量约1000升，中芯国际同类设备约有40台。伴随3D存储、HBM等产品堆叠层数持续提升，相关材料的用量会持续增长，例如铠侠已有层数达1000层的3D存储器产品，对应材料用量会远低于层数的产品。
Q：TSV封装相关的电镀液、CMP材料的行业定价模式是什么？议价周期多久？成本变动和国产替代对价格有什么影响？
A：先进封装湿电子化学品（含电镀液、CMP研磨液）的定价模式为：签订年度供货框架协议，按季度进行议价。不同品类的价格变动参考依据不同：1. 铜电镀液价格主要参考国际铜价波动，高纯铜主要产区的地缘冲突等事件也会影响价格，例如智利地震曾导致铜价出现较大波动；2. CMP研磨液价格间接受国际原油价格波动影响，原油价格波动会带动制备CMP溶剂的有机物价格变动，进而传导至CMP研磨液成本。目前行业价格变动的相关特点包括：1. 先进封装厂商的单颗芯片利润较薄，湿电子化学品在其成本中占比极低，因此厂商不会针对该类材料大力压减成本；2. 国产替代进程中，国内厂商为了导入客户供应链价格策略较为灵活，但已有客户合作基础的厂商具备较强壁垒，例如上海新阳和中芯国际为铜电镀液的共同开发方，知识产权共有，可以成本价向中芯国际供货，新进入者很难通过降价抢夺份额；3. 材料厂商常和设备厂商进行工艺绑定，提供包含设备、材料的整体工艺解决方案，进一步提升了客户更换供应商的难度，新进入者如果无法配套对应设备，很难切入供应链。
Q：业内如何看待华为相关的芯片技术？该技术对TSV材料领域会带来哪些影响？
A：华为的相关技术和台积电的原有技术逻辑相反，台积电是把不需要低纳米制程的功能区域拆分出来用先进封装生产，以此降低芯片制造成本；而华为是在受到先进制程限制的背景下，通过RDL再布线、3D堆叠等先进封装工艺提升芯片性能，从而替代先进制程的部分作用，解决信号流通速度的需求。如果该工艺未来能够大面积铺开，会成为先进封装行业的重要发力点；且该技术下的多层堆叠需求，会大幅提升TSV材料、TGV材料相关的研磨液、电镀液等产品的市场需求量，为相关材料厂商带来较多业务机会。
Q：评估电镀液、CMP材料厂商的技术水平，主要有哪些参考维度？
A：评估相关厂商技术水平主要参考三个维度：第一是是否已经取得下游客户的实际订单，只要拿到订单就说明产品已经通过客户的QA部门验证，获得了行业认可，这是最核心的判断依据；第二是研发迭代能力，因为3C消费电子迭代速度快，厂商需要具备持续的后续研发能力才能适配下游需求；第三是产品一致性和稳定供货能力，需要保证每一批次产品都符合品质要求，这是客户长期合作的重要考量。
Q：电镀液、CMP材料的客户验证周期一般是多久？客户更换这类材料供应商的意愿高吗？
A：客户更换供应商的意愿分两种情况：如果客户当前使用的是进口材料，在产线跑通后为了降本或者开发第二供应商，会给国内厂商验证机会，更换意愿相对较高；如果客户已经在使用国产同类材料，后续新的国内厂商切入的难度会更高，客户更换意愿较低。关于验证周期，场内技术测试周期一般在3到6个月；如果是电镀液这类主材，还需要额外做下游终端的信赖性测试，整体验证周期通常在10个月到1年左右，CMP研磨液不需要终端信赖性测试，验证周期相对更短。
Q：TSV相关的主流产品当前的价格范围是多少，未来价格趋势如何？
A：TSV相关不同品类产品价格差异较大：1. 电镀液类：国产化程度较高的超高纯硫酸铜溶液价格约100元/升，波动幅度在±10%以内；作为主剂的光亮剂、整平剂等添加剂价格约1000元/升，虽然价格是硫酸铜镀液的10倍左右，但添加量很低。2. CMP抛光液（slurry）类：安集供应的先进封装用TSV抛光液价格约6000元/升，部分厂商为获取订单可能给出8折甚至5折的报价；用于背面减薄等要求较低场景的抛光液价格仅10-20元/升，受溶剂价格上涨影响，当前这类抛光液报价已升至40元/升左右。3. 混合键合用清洗液：当前价格约40元/升，此前价格为25-30元/升，近期涨幅明显。整体来看，上游溶剂等原材料受原油价格波动影响上涨，相关产品价格目前处于上行趋势。
Q：混合键合相关业务是否有涉及，相关材料的应用情况如何？
A：混合键合主要应用于3D NAND制造，目前我们在该领域布局较多的是清洗液业务，混合键合工艺堆叠层数多，每一层研磨后都需要进行清洗，因此清洗液用量非常大，且产品纯度要求高，单价处于较好水平，目前市场关注度更多集中在镀液、抛光液等热门品类，对清洗液的关注度相对较低。
Q：清洗液相关的上游溶剂主要是什么类型？
A：清洗液所用的溶剂主要是醇醚类，核心作用是实现分散和清洗功能。
Q：当前清洗液供应紧张的原因是什么？
A：当前清洗液需求并未出现大幅增长，供应紧张主要是供应商刻意控货等待涨价所致。清洗液属于石油化工下游产物，生产需要万吨级以上的大型设备，且设备不能停产，厂商通常会在价格低位时存储产能，待价格上涨后再出货，价格随行就市特征明显，且该市场相对小众，供应商对价格的掌控能力较强。
Q：TSV相关材料是否存在短期供给跟不上需求的情况，行业当前的核心风险是什么？
A：供给层面，目前国内电子化学品整体产能对于当前国内需求绰绰有余，正常情况下不会出现供应短缺问题，当前无论是单品类还是混配类电子化学品企业的产能利用率普遍仅在50%-70%，部分新厂商甚至愿意承接代工业务维持产线运转，产能供给不存在明显压力。行业核心的短板是国内民营企业技术迭代能力较弱，当前市场同质化竞争问题突出，若后续出现技术迭代的行业机会，研发能力较强的企业有望在行业变化中脱颖而出。
总体总结
主题正文
- • 核心应用场景：TSV（硅通孔/硅互通）工艺核心应用于先进封装领域，尤其是3D NAND、2.5D/3D先进封装场景，是解决芯片高密度互联的关键工艺，也是国内绕开高阶制程限制的重要技术路径。
- 不同品类的价格变动参考依据不同：1. 铜电镀液价格主要参考国际铜价波动，高纯铜主要产区的地缘冲突等事件也会影响价格，例如智利地震曾导致铜价出现较大波动；
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- CMP研磨液价格间接受国际原油价格波动影响，原油价格波动会带动制备CMP溶剂的有机物价格变动，进而传导至CMP研磨液成本。
- 目前行业价格变动的相关特点包括：1. 先进封装厂商的单颗芯片利润较薄，湿电子化学品在其成本中占比极低，因此厂商不会针对该类材料大力压减成本；
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- 国产替代进程中，国内厂商为了导入客户供应链价格策略较为灵活，但已有客户合作基础的厂商具备较强壁垒，例如上海新阳和中芯国际为铜电镀液的共同开发方，知识产权共有，可以成本价向中芯国际供货，新进入者很难通过降价抢夺份额；
- A：评估相关厂商技术水平主要参考三个维度：第一是是否已经取得下游客户的实际订单，只要拿到订单就说明产品已经通过客户的QA部门验证，获得了行业认可，这是最核心的判断依据；
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- CMP抛光液（slurry）类：安集供应的先进封装用TSV抛光液价格约6000元/升，部分厂商为获取订单可能给出8折甚至5折的报价；
- A：混合键合主要应用于3D NAND制造，目前我们在该领域布局较多的是清洗液业务，混合键合工艺堆叠层数多，每一层研磨后都需要进行清洗，因此清洗液用量非常大，且产品纯度要求高，单价处于较好水平，目前市场关注度更多集中在镀液、抛光液等热门品类，对清洗液的关注度相对较低。