EQUIPMENT & MATERIALS FOR 3D TSV APPLICATIONS
TSV集成将持续成长，但其技术和应用的驱动力将会改变
目前，3D TSV集成主要受3D堆栈BSI CIS（背照式CMOS图像传感器）推动。未来，TSV集成增长将主要由3D存储应用和成像领域集成TSV互联的新产品驱动。
TSV产品应用
事实上，3D堆栈BSI多年来一直是TSV市场的实际推动者。不过，随着3D混合技术（无需任何TSV互联）的出现，我们预计至2019年，TSV市场中的3D堆栈BSI将会减少。
由STMicroelectronics（意法半导体）开发的3D单光子雪崩二极管（SPAD）或将加速BSI CIS内的TSV应用减少趋势。这是一种飞行时间（ToF）新技术，该技术将受益于将数字像素转移至二级芯片的3D混合技术。
目前，Sony是CIS领导者，也是混合堆栈技术（首次应用于三星Galaxy S7的后置摄像头模组）的开拓者，现在来深入挖掘TSMC（台积电）、Omnivision（豪威）以及ON Semiconductor（安森美）等其它重要厂商的战略还为时尚早，也无法确定它们的发展方向是3D堆栈BSI还是3D混合堆栈。
未来数年内，也许还会出现另一种情况，并以另一种方式影响TSV市场。如今研究的BSI CIS的结构变得越来越复杂，一些CIS制造商或许会继续专注于3D堆栈BSI，通过将该技术与3D混合堆栈整合，开发基于多层堆栈结构的下一代产品。在这种情况下，3D混合堆栈将不会与3D堆栈BSI竞争，3D堆栈BSI将和3D混合堆栈一起持续增长。
TSV制造工艺流程中应用的技术
即使TSV市场受到混合堆栈技术替代3D堆栈BSI的渗透率影响，TSV市场也会由于高端应用领域的3D堆栈存储器件的应用增长而获得补偿，从而恢复增长。亚洲存储器制造商，以及手机和可穿戴应用的指纹传感器、环境光传感器等对TSV互联应用的新浪潮，将推动这些应用增长。
本报告解析了TSV市场动态，以及当前集成TSV互联的应用。本报告还洞察了TSV市场的未来发展趋势，并详细分析了市场最新技术带来的影响。
2016~2022年按领域细分的TSV应用晶圆预测
混合键合的引入会显著影响3D TSV应用的设备和材料市场吗？
从商业角度来看，3D TSV曾被预计以更快的速度快速发展，但是事实是“起飞”被延误了。产业转向了扇出型晶圆级封装方向。因此，3D TSV设备市场并没有带来显著的规模。一些为3D TSV提供系统的设备制造商决定利用其设备服务于扇出型晶圆级封装，因为它们期望的3D TSV市场目前量还很小，有理由寻求更有商业机遇的其它市场。
2016年，受BSI CIS应用推动，目前3D TSV应用的设备市场营收超过了1.7亿美元。同时，至2022年，3D TSV应用的材料市场将从目前的1.09亿美元增长至2.32亿美元高峰。3D TSV应用的材料市场将主要受到下一代3D堆栈存储器的推动，它将变得更加复杂，因此需要额外的先进材料，如光阻材料和填充材料，以获得更好的性能。
3D TSV应用的设备市场预计将因为BSI CIS混合堆栈的引入而在2019年出现下跌，混合堆栈无需任何TSV互联，因此不需要专用于TSV制造的设备投资。如果未来3D混合键合被认为是3D堆栈BSI的一种替代技术，那它将会影响并导致整个TSV设备市场下滑。不过，随着3D堆栈存储器的发展，以及TSV在指纹和环境光等传感器领域的渗透率提高，我们预计3D TSV设备市场到2020年会开始复苏。
PVD（物理气相沉积）、CVD（化学气相沉积）以及DRIE（深反应离子刻蚀）等设备将跟随3D TSV设备市场整体趋势。不过，尽管3D TSV设备投资数量将因为BSI CIS（目前是TSV最大的应用）而呈下降趋势，但是如永久键合（permanent bonding）、临时键合（temporary bonding）及解键合（debonding）等设备并不会跟随相同的下降趋势，并且不会受到整个3D TSV设备市场下降的影响。
一方面，随着领先的永久键合设备供应商已经开发相关设备支持工艺融合键合和混合键合，CIS制造商将继续投资新设备，并可灵活的应用其中一种技术，或为它们未来的产品选择两种技术都应用。因此，永久键合市场将持续增长，并预计在2020~2021年期间得到巩固。
3D TSV 应用的设备和材料市场预测
另一方面，临时键合及解键合并不应用于HVM的BSI CIS。因此，无论CIS制造商采取什么战略，都将正面影响整个3D TSV设备市场。也就是说，受存储器厂商扩大其最新的高性能堆栈存储器件产量的推动，临时键合及解键合市场预计将在未来几年内保持增长。
本报告广泛概述了3D TSV制造应用的设备和材料，详细分析了相关技术趋势，并按照TSV工艺流中的工艺步骤类型进行了市场预测。此外，还按照2016~2022年的时间范围计算预测了3D TSV应用的设备和材料市场。
由于3D TSV设备市场相比整个半导体设备市场还很小，该领域真正的竞争还没有形成
相比规模数十亿美元的整个半导体设备市场，3D TSV产业还是仅是过亿美元的小型利基市场。3D TSV设备市场目前被各种小规模设备供应商占据着，它们已经瞄准并把握了该领域的利基应用（相比整个半导体设备市场而言）。如此，3D TSV设备市场在来自两类不同设备供应商的控制下变得高度集中，它们分别是：
- 来自前端的顶级半导体设备供应商，如AMAT（应用材料）和LAM Research（泛林）等，大多支持中通孔（Via middle）TSV；
- 如EV Group和SUSS Microtec等在非常特殊的设备线方面拥有专业技术的专业设备供应商，或者如SPTS/Orbotech等特种非主流应用方面的供应商。
TSV主要设备供应商
这种状况也源于TSV架构的特异性。前端设备供应商趋向支持中通孔TSV，而来自非常特殊的应用的设备供应商则主要支持后通孔（Via last）TSV。另一个原因则是一些3D TSV制造工艺步骤仅占整个设备市场的一小部分。因此，前端设备供应商基本就被排除在外了，因为它们不支持在一个小领域争取市场份额所需要付出的技术投入。相比之下，3D TSV材料市场则更加碎片化，同时有多家材料供应商盯着一类特定材料。
本报告提供了该领域的竞争全景图和主要3D TSV设备和材料供应商的市场份额。
2016年3D TSV设备市场份额
若需要《3D硅通孔应用的设备和材料市场-2017版》报告样刊，请发E-mail：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）。
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《先进封装：3D IC和2.5D硅通孔互连技术-2016版》
《扇出型封装技术及市场趋势-2016版》
《扇入型封装技术及市场趋势-2016版》
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TSV集成将持续成长，但其技术和应用的驱动力将会改变
目前，3D TSV集成主要受3D堆栈BSI CIS（背照式CMOS图像传感器）推动。未来，TSV集成增长将主要由3D存储应用和成像领域集成TSV互联的新产品驱动。
TSV产品应用
事实上，3D堆栈BSI多年来一直是TSV市场的实际推动者。不过，随着3D混合技术（无需任何TSV互联）的出现，我们预计至2019年，TSV市场中的3D堆栈BSI将会减少。
由STMicroelectronics（意法半导体）开发的3D单光子雪崩二极管（SPAD）或将加速BSI CIS内的TSV应用减少趋势。这是一种飞行时间（ToF）新技术，该技术将受益于将数字像素转移至二级芯片的3D混合技术。
目前，Sony是CIS领导者，也是混合堆栈技术（首次应用于三星Galaxy S7的后置摄像头模组）的开拓者，现在来深入挖掘TSMC（台积电）、Omnivision（豪威）以及ON Semiconductor（安森美）等其它重要厂商的战略还为时尚早，也无法确定它们的发展方向是3D堆栈BSI还是3D混合堆栈。
未来数年内，也许还会出现另一种情况，并以另一种方式影响TSV市场。如今研究的BSI CIS的结构变得越来越复杂，一些CIS制造商或许会继续专注于3D堆栈BSI，通过将该技术与3D混合堆栈整合，开发基于多层堆栈结构的下一代产品。在这种情况下，3D混合堆栈将不会与3D堆栈BSI竞争，3D堆栈BSI将和3D混合堆栈一起持续增长。
TSV制造工艺流程中应用的技术
即使TSV市场受到混合堆栈技术替代3D堆栈BSI的渗透率影响，TSV市场也会由于高端应用领域的3D堆栈存储器件的应用增长而获得补偿，从而恢复增长。亚洲存储器制造商，以及手机和可穿戴应用的指纹传感器、环境光传感器等对TSV互联应用的新浪潮，将推动这些应用增长。
本报告解析了TSV市场动态，以及当前集成TSV互联的应用。本报告还洞察了TSV市场的未来发展趋势，并详细分析了市场最新技术带来的影响。
2016~2022年按领域细分的TSV应用晶圆预测
混合键合的引入会显著影响3D TSV应用的设备和材料市场吗？
从商业角度来看，3D TSV曾被预计以更快的速度快速发展，但是事实是“起飞”被延误了。产业转向了扇出型晶圆级封装方向。因此，3D TSV设备市场并没有带来显著的规模。一些为3D TSV提供系统的设备制造商决定利用其设备服务于扇出型晶圆级封装，因为它们期望的3D TSV市场目前量还很小，有理由寻求更有商业机遇的其它市场。
2016年，受BSI CIS应用推动，目前3D TSV应用的设备市场营收超过了1.7亿美元。同时，至2022年，3D TSV应用的材料市场将从目前的1.09亿美元增长至2.32亿美元高峰。3D TSV应用的材料市场将主要受到下一代3D堆栈存储器的推动，它将变得更加复杂，因此需要额外的先进材料，如光阻材料和填充材料，以获得更好的性能。
3D TSV应用的设备市场预计将因为BSI CIS混合堆栈的引入而在2019年出现下跌，混合堆栈无需任何TSV互联，因此不需要专用于TSV制造的设备投资。如果未来3D混合键合被认为是3D堆栈BSI的一种替代技术，那它将会影响并导致整个TSV设备市场下滑。不过，随着3D堆栈存储器的发展，以及TSV在指纹和环境光等传感器领域的渗透率提高，我们预计3D TSV设备市场到2020年会开始复苏。
PVD（物理气相沉积）、CVD（化学气相沉积）以及DRIE（深反应离子刻蚀）等设备将跟随3D TSV设备市场整体趋势。不过，尽管3D TSV设备投资数量将因为BSI CIS（目前是TSV最大的应用）而呈下降趋势，但是如永久键合（permanent bonding）、临时键合（temporary bonding）及解键合（debonding）等设备并不会跟随相同的下降趋势，并且不会受到整个3D TSV设备市场下降的影响。
一方面，随着领先的永久键合设备供应商已经开发相关设备支持工艺融合键合和混合键合，CIS制造商将继续投资新设备，并可灵活的应用其中一种技术，或为它们未来的产品选择两种技术都应用。因此，永久键合市场将持续增长，并预计在2020~2021年期间得到巩固。
3D TSV 应用的设备和材料市场预测
另一方面，临时键合及解键合并不应用于HVM的BSI CIS。因此，无论CIS制造商采取什么战略，都将正面影响整个3D TSV设备市场。也就是说，受存储器厂商扩大其最新的高性能堆栈存储器件产量的推动，临时键合及解键合市场预计将在未来几年内保持增长。
本报告广泛概述了3D TSV制造应用的设备和材料，详细分析了相关技术趋势，并按照TSV工艺流中的工艺步骤类型进行了市场预测。此外，还按照2016~2022年的时间范围计算预测了3D TSV应用的设备和材料市场。
由于3D TSV设备市场相比整个半导体设备市场还很小，该领域真正的竞争还没有形成
相比规模数十亿美元的整个半导体设备市场，3D TSV产业还是仅是过亿美元的小型利基市场。3D TSV设备市场目前被各种小规模设备供应商占据着，它们已经瞄准并把握了该领域的利基应用（相比整个半导体设备市场而言）。如此，3D TSV设备市场在来自两类不同设备供应商的控制下变得高度集中，它们分别是：
- 来自前端的顶级半导体设备供应商，如AMAT（应用材料）和LAM Research（泛林）等，大多支持中通孔（Via middle）TSV；
- 如EV Group和SUSS Microtec等在非常特殊的设备线方面拥有专业技术的专业设备供应商，或者如SPTS/Orbotech等特种非主流应用方面的供应商。
TSV主要设备供应商
这种状况也源于TSV架构的特异性。前端设备供应商趋向支持中通孔TSV，而来自非常特殊的应用的设备供应商则主要支持后通孔（Via last）TSV。另一个原因则是一些3D TSV制造工艺步骤仅占整个设备市场的一小部分。因此，前端设备供应商基本就被排除在外了，因为它们不支持在一个小领域争取市场份额所需要付出的技术投入。相比之下，3D TSV材料市场则更加碎片化，同时有多家材料供应商盯着一类特定材料。
本报告提供了该领域的竞争全景图和主要3D TSV设备和材料供应商的市场份额。
2016年3D TSV设备市场份额
若需要《3D硅通孔应用的设备和材料市场-2017版》报告样刊，请发E-mail：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）。
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