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铜互联技术
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半导体超高密度3D铜互连电镀液技术与市场发展
2025-08-31 16:21
**行业与公司** * 行业涉及半导体制造中的铜互连电镀液技术、大马士革工艺及先进封装(如TSV、混合键合)[1][17][19] * 公司包括国际厂商陶氏、乐思、安美特以及国内厂商上海新阳、安吉科技、创智新联、艾森科技等[32][33][34] **核心观点与论据** * 3D铜互连技术通过垂直互联实现芯片小型化与高集成度 满足移动电子产品对高效信号传输和紧凑设计的需求 前景广阔[1][2] * 大马士革工艺是7纳米及以下制程的关键技术 通过先构建金属层再研磨的方式 解决铜材料难以干法刻蚀的难题 提高晶圆良率[1][3][4] * 铜电镀液由硫酸铜主盐和添加剂组成 基于电解原理沉积铜层 成本效益优于CVD/PVD 适用于大规模集成电路制造[1][5] * 电镀前需沉积阻挡层(如碳/氮化碳复合层)防止铜扩散 以及PVD铜种子层形成导电基础[10] * 电镀过程关键参数包括电流密度(<10毫安)、温度和溶液流速 共同确保金属沉积均匀性与致密性[11] * 先进封装技术(如倒装芯片、TSV)通过电镀锡银/铜柱实现垂直堆叠 提升空间利用率和器件性能[18][19] * 铜因较低电阻率、抗电迁移能力和热膨胀系数匹配 优于银(成本高)和铝(电阻率高) 成为互联主流材料[15] * 混合键合技术通过铜点自扩散粘合实现300层以上堆叠 提升SSD性能并减少热膨胀风险[23] * 铜电镀液市场随先进制程和封装需求扩大 当前全球规模约70-80亿人民币 其中国内占比不到20% 但因单价高(如台积电售价10元/公斤) 前道晶圆厂份额占主导[24][42] * 国际厂商乐思在3D通互联电镀液市占率超80% 国内厂商如上海新阳正扩产(合肥基地产能从6,500吨增至14,000吨)以应对需求[32][34] **其他重要内容** * 湿电子化学品(电镀液、刻蚀液、清洗液)在3D封装中用量大 对工艺稳定性至关重要[28] * 国内晶圆厂集中于长三角(中芯国际、长江存储)和珠三角(粤芯) 封测厂长电科技为全球第三大专业封测厂[29][30][31] * 电镀液用量小于研磨液 因仅填充沟槽 而研磨液需覆盖整个晶圆表面及背面减薄工艺[41] * 高速电镀液研发聚焦特殊添加剂开发 以耐受高电流并防止结晶 国内企业(如信阳)服务响应快 加速国产替代[43][44] * 功能型材料(如蚀刻液、研磨液)需紧密结合应用端工艺 无序竞争易形成 深入了解需求是关键发展方向[45]
行业深度报告:AI驱动光铜共进,AEC等受益于高速短距连接需求
开源证券· 2025-07-08 05:41
报告行业投资评级 - 看好(维持)[1] 报告的核心观点 - 随着AIGC技术成熟新兴应用涌现,算力需求攀升,数据中心及上下游产业将扩展,铜连接方案因低成本和低功耗优势,在数据中心短距离连接市场份额将提升[3] - GB200大量应用铜连接方案,AI推动高速铜缆行业需求高增,AEC作为数据中心内部高速短距连接技术,有望取得更大突破并为算力产业链注入活力[3][4][5] 根据相关目录分别进行总结 铜互联技术已成为提升数据中心性能的关键要素 - 数据中心内部按传输介质不同,有光纤连接和铜缆连接两大类网络线缆连接方式,光纤连接包括光模块 + 光纤、AOC,铜缆连接包含DAC/ACC/AEC[13] GB200大量应用铜连接方案,AI推动高速铜缆需求高增 ChatGPT及DeepSeek掀开AI大模型浪潮,算力是数字经济的核心生产力 - ChatGPT掀起生成式AI浪潮,国内外AI大模型竞争激烈且创新不断,AIGC产业发展受算法、数据及算力综合推动[22] - 国内DeepSeek成立不到两年颠覆开源大模型格局,其V2、V3、R1等模型性能优异,训练成本低且开源R1推理模型[29][30] - AI大模型训练所需算力呈指数级提升,AI服务器产值与出货量持续扩张,预计2034年全球生成式人工智能市场规模达10050.7亿美元[33][36] 英伟达在GB200 NVL72中广泛使用铜互连技术 - 带宽升级助力数据中心突破算力瓶颈,PCIe速率提升满足高带宽需求,预计PCIe7.0将于2025年推出,单通道速度达128GT/s[41][44] - 铜连接产品在数据中心高速互联产品中作用重要,铜缆连接在224GB交换机时代具经济高效优势,GB200互连分机柜间连接、单机柜连接、NV开关内部连接三类,单机柜连接全部替换为铜缆[47] 数据中心发展带动铜连接需求增长 数据中心能耗攀升,铜互联拥有低功耗优势 - 2022年全球数据中心耗电量为460TWh,2026年可能升至1000TWh以上,我国在用数据中心机架规模大且耗电量占比达1.6%,数据中心高运营成本促使提升传输速率、优化布局和提高能效[60][63] 铜连接技术契合数据中心当前需求 - 数据中心互联场景多样和客户需求个性化催生不同网络设备和传输载体,铜缆互联低功耗、性价比突出,可降低算力集群整体功耗,在短距离内提供低延迟电信号传输且可靠性高,易处理维护、兼容性强[65][67] 伴随接口速率升级,高速铜缆传输速度亦逐步升级 - 数据中心400G和800G速率网络成主流,1.6T升级趋势明确,伴随Serdes速率向224G升级,铜缆速率向224Gbps演进,AEC、ACC通过内置信号增强芯片提升传输距离[73] 高速铜缆产业链涉及多环节,市场空间广阔 内外部需求旺盛,高速铜缆使用场景丰富 - 铜互联应用场景有芯片直出跳线、服务器内部线、背板互联线和机柜外部线等,外部线分无源DAC、有源ACC和AEC,功耗均低于AOC,GB200高速铜连接涉及多种连接器,其机柜对高速连接器用量显著[75][76][79] - 预计2028年AOC + DAC + AEC全球合计市场规模为28亿美元,2023 - 2028年AEC复合增速为45%[84][85] AEC产业链:上游芯片及线缆最核心,光模块厂商切入组装环节 线缆及Retimer芯片:AEC核心部件 - 高速铜缆组件由线材和连接器组成,高速线缆组件产品工序包括外购线材等,高速通信线制造分材料处理、绝缘、编织、组件组装等环节,不同环节设备和材料对芯线到线材制作有重要影响[89][92][95] 连接器:全球集中度高,中国企业跻身行业前列 - 连接器由接触件、绝缘体、壳体等构成,下游中通信和汽车占比最高,2021年全球连接器市场规模779.91亿美元,通信连接器占比23.47%,行业集中度高,我国本土厂商正逐步获得话语权[96][98][102] AEC组装:光模块厂商参与到铜缆产业链,其组装能力、客户渠道或可复用至AEC - AEC在数据中心的应用场景与光模块交叉互补,生产组装过程类似,部分国内光模块厂商切入AEC产业链,配合下游客户进行产品设计和生产[104] 投资建议及受益标的 华丰科技:连接器核心骨干企业 - 公司是电连接器研制和生产的核心骨干企业,为多行业提供配套产品,产品分防务、通讯、工业类连接产品,在通讯领域布局早,形成高速背板连接器系列拳头产品,拓展服务器业务领域取得突破[106] 瑞可达:连接器专精特新小巨人企业 - 公司是专精特新小巨人企业,具备多种连接器产品研发和生产能力,其产品应用于通信基站和AI与数据中心领域,AEC在短距离数据中心场景有优势[108][109] 意华股份:聚焦连接器和光伏支架两大业务板块 - 公司聚焦连接器与光伏支架业务,深度布局高速通讯连接器产品,是国内少数实现高速连接器及高速光电模组量产的企业之一,积累了优质客户资源[110][111] 长芯博创:积极布局各类连接器产品 - 公司主营光通信领域集成光电子器件,产品面向多领域,在多技术领域有领先核心技术和工艺,2024年推出新配线平台,数据中心领域高速硅光等产品有进展[112][113] 鼎通科技:连接器领军企业 - 公司专注研发、生产、销售高速通讯和汽车连接器及其组件,随着AI发展,通讯市场需求旺盛,公司产品从56G向112G系列转变并量产,高速通讯连接器需求增长[116] 新易盛:深入布局AEC技术 - 公司业务涵盖全系列光通信光模块,在AEC技术领域深入布局,正研发800G高速带电缆模块,已完成样品验证进入小批量生产阶段[118] 中际旭创:设立合营企业切入AEC领域 - 中际旭创集光通信收发模块业务于一体,排名全球第一,2025年1月与瑞可达、景弘盛签署协议新设合营企业,从事数通高速铜缆电线组件业务,正式进入AEC领域[119] 兆龙互连:深度布局各类电缆产品 - 公司主营数据电缆等产品,为多领域客户提供服务,在高速、工业领域技术积累深,能规模化生产高速传输组件及电缆,扩充产能满足数据中心需求,成为重要合作伙伴[120][121] 金信诺:多年布局线缆和高频连接器 - 公司在线缆产品有传统优势,延伸布局组件、连接器领域,中高端产品应用于多领域,数据中心及超算领域是重点布局新领域,高速裸线和高速组件及连接器业务有进展并布局新产品研发[122][123][124] 立讯精密:积极布局铜缆高速互联解决方案 - 公司从事多领域业务,数据中心业务包括铜缆高速互联等四大解决方案,打造面向AI整机柜的核心零组件整体解决方案,成为海内外头部客户核心合作伙伴[125][126][127] 沃尔核材:聚焦通信线缆等业务 - 公司主营电子通信和新能源电力行业业务,通信线缆业务产品包括高速通信线等,重点产品专注于多领域,高速通信线和PCIe6.0产品有开发成果并小批量试用[128] 神宇股份:专注于高频射频同轴电缆研制 - 公司专业从事高频射频同轴电缆研发、生产和销售,产品应用于多领域,随着AI发展,射频同轴电缆市场增长,公司高速数据线业务稳定,扩充产能配合客户开发,有望受益于AI算力基础设施建设浪潮[129][130][131]