在半导体技术的浩瀚星空中,先进封装技术正悄然崛起,不再是边缘角色,而是逐步迈向舞台中央。知名分析师陆行之形象地将这一变革比作硅时代的技术版图变化:如果说先进制程是棋盘中央的权力中枢,那么先进封装则是开拓未来技术边疆的要塞。
近期,先进封装领域捷报频传,其中FOPLP(面板级扇出型封装)尤为引人注目。科技巨头马斯克宣布,其旗下的SpaceX将涉足半导体封装领域,计划在美国得克萨斯州建设自有FOPLP产能,其FOPLP封装基板尺寸更是达到了业界罕见的700mm×700mm。与此同时,半导体封测大厂日月光也不甘落后,宣布将投入2亿美元在高雄厂建立FOPLP产线,预计年底试产。
先进封装技术通过将不同种类的芯片,如逻辑芯片、存储芯片、射频芯片等,通过封装及堆叠技术整合在一起,旨在提升芯片性能、缩小尺寸、降低功耗。当前,先进封装技术主要分为倒装芯片、2.5D/3D IC封装以及扇出型封装三大类。其中,台积电的CoWoS封装技术因在人工智能领域的广泛应用而一夜成名,英伟达的多款高端芯片均依赖台积电的CoWoS封装。
然而,随着AI市场的持续升温,台积电的CoWoS封装产能逐渐吃紧。尽管台积电CEO魏哲家表示将持续增加CoWoS产能以满足客户需求,但业界仍在寻找新的封装解决方案。此时,FOPLP技术凭借其低成本、高灵活性等优势,成为了能够接棒CoWoS的有力候选者。
FOPLP技术源于FOWLP(扇出型晶圆级封装),由英飞凌在2004年提出,2009年开始量产。但FOWLP主要应用于手机基带芯片,市场很快趋于饱和。相较于FOWLP,FOPLP采用了方形大尺寸面板作为载板,不仅大幅提升了单片产出的芯片数量,还提高了生产效率。FOPLP所使用的玻璃载板材料在机械、物理、光学等性能上具有明显的优势,已成为业内关注的焦点。
市场研究机构Yole的报告指出,受高性能计算和生成式AI领域的推动,先进封装行业规模有望在六年间实现12.9%的复合年增长率。其中,FOPLP市场预计未来五年将呈现32.5%的显著复合年增长率。目前,三星、台积电、日月光等半导体大厂均在积极布局FOPLP技术。三星已在其可穿戴设备处理器Exynos W920中采用了FOPLP技术,而台积电也宣布将斥资百亿新台币推进FOPLP工艺,力争在2027年量产。
除了台积电和日月光外,力成科技作为全球封测厂商中第一家建设FOPLP产线的公司,也于2016年设立了FOPLP产线,并在2019年正式导入量产。目前,力成位于新竹科学园区的全自动FineLine FOPLP封测产线已进入小批量生产阶段,并获得了联发科电源管理IC封测订单。中国大陆最大的半导体封测厂商长电科技也明确表示,公司有扇出面板级封装(FOPLP)技术储备。
尽管FOPLP技术前景广阔,但目前仍面临良率未达理想值以及标准尚未统一等挑战。不同制造商的面板尺寸差异较大,导致工具和设备设计不一致,增加了系统设计的复杂性。因此,如何实现高产线利用率,降低FOPLP的规模化成本,仍是业界需要共同面对的问题。