繼印度半導(dǎo)體工廠獲批之后,鴻海集團(tuán)再次宣布投建封測(cè)廠,此次則瞄準(zhǔn)扇出型晶圓級(jí)封裝(FOWLP)技術(shù)。
5月19日,鴻??萍技瘓F(tuán)宣布了兩份將在法國(guó)推動(dòng)的合作方案,分別為半導(dǎo)體建廠案和衛(wèi)星領(lǐng)域合作案。
鴻海科技表示,本次推動(dòng)的合作案總投入規(guī)模約為2.5億歐元。其中衛(wèi)星合作方面,鴻海將與法國(guó)Thales在衛(wèi)星領(lǐng)域展開(kāi)策略性合作。雙方將結(jié)合Thales在太空技術(shù)方面的卓越實(shí)力,以及鴻海在高科技電子領(lǐng)域的高品質(zhì)量產(chǎn)技術(shù),共同發(fā)展高質(zhì)量、高附加價(jià)值的衛(wèi)星量產(chǎn)能力。
半導(dǎo)體建廠方面,鴻海科技集團(tuán)與Thales SA以及Radiall SA簽訂了合作備忘錄,未來(lái)將在法國(guó)設(shè)立合資公司,投入半導(dǎo)體先進(jìn)封裝與測(cè)試(OSAT)。初期將以歐洲市場(chǎng)為主要服務(wù)對(duì)象,客戶領(lǐng)域涵蓋汽車、太空科技、6G移動(dòng)通訊、國(guó)防等多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)。
鴻海科技集團(tuán)指出,此次合作的OSAT半導(dǎo)體項(xiàng)目未來(lái)會(huì)以扇出型晶圓級(jí)封裝(FOWLP;Fan-out Wafer Level Packaging)技術(shù)為主,這座工廠也將會(huì)是歐洲首座FOWLP先進(jìn)封裝測(cè)試廠,有助于鴻海扎根歐洲,可視為強(qiáng)化全球供應(yīng)鏈韌性的布局。
01.CoWoS“獨(dú)霸”局面將被打破?
近年來(lái),芯片特征尺寸逐漸逼近物理極限,先進(jìn)封裝技術(shù)成為了后摩爾時(shí)代提升芯片性能與集成度的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前臺(tái)積電的CoWoS技術(shù)在先進(jìn)封裝領(lǐng)域一直保持著領(lǐng)先地位。
不過(guò)隨著英偉達(dá)、AMD等企業(yè)有意導(dǎo)入FOPLP,臺(tái)積電CoWoS“獨(dú)霸”先進(jìn)封裝技術(shù)的局面有望被打破。其中扇出型晶圓級(jí)封裝(FOWLP)和扇出型面板級(jí)封裝(FOPLP)被寄予厚望。
盡管FOWLP封裝技術(shù)最早由英飛凌提出,但彼時(shí)只應(yīng)用于手機(jī)基帶芯片。業(yè)界認(rèn)為,F(xiàn)OWLP技術(shù)真正的發(fā)展時(shí)間落在2016年,彼時(shí)臺(tái)積電在FOWLP基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了整合扇出型封裝“InFO”(Integrated Fan-Out),并成功應(yīng)用在蘋(píng)果iPhone 7的A10處理器。自此,扇出型封裝成為業(yè)界熱點(diǎn),并吸引了眾多半導(dǎo)體廠商開(kāi)始競(jìng)相發(fā)展,其中以FOWLP和FOPLP為代表。
FOWLP與FOPLP是兩種針對(duì)高密度集成需求設(shè)計(jì)的先進(jìn)封裝技術(shù),均基于RDL(重布線層)工藝實(shí)現(xiàn)高密度互連,但二者在載板類型、成本效益、應(yīng)用場(chǎng)景及技術(shù)特點(diǎn)上存在顯著差異。
顧名思義,扇出型晶圓級(jí)封裝FOWLP與扇出型面板封裝FOPLP最大的差異便在于形狀以及基板材料的不同,晶圓是原形,主要采用硅材料,而面板級(jí)則是矩形,用的是玻璃基板。據(jù)悉,F(xiàn)OWLP技術(shù)的面積使用率<85%,而FOPLP面積使用率>95%。此外,由于面板面積倍增帶來(lái)的單位產(chǎn)能提升,F(xiàn)OPLP在高吞吐量應(yīng)用中較FOWLP實(shí)現(xiàn)20%-30%成本優(yōu)勢(shì)。
具體來(lái)看,F(xiàn)OWLP無(wú)需使用中介層或硅通孔(TSV),即可實(shí)現(xiàn)外形尺寸更小芯片的封裝異構(gòu)集成。在FOWLP封裝技術(shù)的加持下,具有成千上萬(wàn)I/O點(diǎn)的半導(dǎo)體器件可通過(guò)兩到五微米間隔線實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接,從而使互連密度最大化。
作為先進(jìn)封裝技術(shù)的重要成果之一,F(xiàn)OWLP在移動(dòng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備中取得了巨大成功,并開(kāi)始在高性能計(jì)算、自動(dòng)駕駛和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。此外,F(xiàn)OWLP具有將多種封裝技術(shù)相結(jié)合的潛力,可以實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成和3D堆疊,為未來(lái)封裝技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
FOPLP則可以理解為FOWLP技術(shù)的延伸,是基于RDL工藝,將芯片重新分布在大尺寸矩形面板上進(jìn)行互連的先進(jìn)封裝技術(shù),能夠?qū)⒍鄠€(gè)芯片、無(wú)源元件和互連集成在一個(gè)封裝內(nèi)。通過(guò)采用方形基板進(jìn)行IC封裝,F(xiàn)OPLP可擴(kuò)大封裝尺寸,進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。
業(yè)界認(rèn)為,F(xiàn)OPLP技術(shù)因其更低成本、高面積利用率、更大靈活性等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),正逐漸成為先進(jìn)封裝技術(shù)的后起之秀。
02.扇出型封裝技術(shù)玩家進(jìn)展如何?
目前,扇出型封裝技術(shù)的主要玩家包括臺(tái)積電、三星、日月光、力成、長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商。當(dāng)前,在AI人工智能、高性能計(jì)算HPC、數(shù)據(jù)中心以及自動(dòng)駕駛汽車等新興應(yīng)用的推動(dòng)下,F(xiàn)OPLP憑借顯著提高計(jì)算能力,減少延遲并增加帶寬的優(yōu)勢(shì)成功引起了業(yè)界的注意。
其中,臺(tái)積電為應(yīng)對(duì)AI爆發(fā)帶來(lái)的強(qiáng)勁算力需求,近年持續(xù)加碼先進(jìn)封裝技術(shù)布局,但目前仍以CoWoS為主。至于FOPLP技術(shù),此前有報(bào)道稱,臺(tái)積電正在開(kāi)發(fā)一種用于FOPLP的515×510mm矩形基板,與傳統(tǒng)的12英寸圓形晶圓相比,這種基板的可用面積可增加三倍。而臺(tái)積電董事長(zhǎng)魏哲家也曾在2024年的某場(chǎng)法說(shuō)會(huì)上透露了FOPLP布局的進(jìn)度:預(yù)期3年后FOPLP技術(shù)可望成熟,屆時(shí)臺(tái)積電將具備量產(chǎn)能力。
三星對(duì)于FOPLP技術(shù)的開(kāi)發(fā)也較早。2019年,三星電子以7850億韓元從三星電機(jī)手中收購(gòu)了扇出型面板級(jí)封裝業(yè)務(wù)。當(dāng)前,三星電子以三星電機(jī)為主力,開(kāi)發(fā)FOPLP技術(shù)。從三星此前在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表的FOPLP相關(guān)論文來(lái)看,三星正在致力于開(kāi)發(fā)FOPLP先進(jìn)封裝技術(shù),以克服2.5D封裝的局限性。此外還有消息稱,三星電機(jī)正從事玻璃基板開(kāi)發(fā),并已完成試產(chǎn)線建設(shè),目標(biāo)2026-2027年進(jìn)入商業(yè)化大規(guī)律量產(chǎn)階段。
日月光已深耕大尺寸面板級(jí)扇出型封裝技術(shù)多年,但彼時(shí)采用的規(guī)格為300×300mm。今年2月,日月光宣布將在高雄投資2億美元設(shè)立FOPLP量產(chǎn)線,預(yù)計(jì)今年第2季和第3季裝機(jī),年底試產(chǎn),若順利將于明年開(kāi)始為客戶認(rèn)證。日月光集團(tuán)營(yíng)運(yùn)長(zhǎng)吳田玉指出,如果試產(chǎn)順利,預(yù)定明年將可送樣給客戶驗(yàn)證后,即可量產(chǎn)出貨。吳田玉認(rèn)為,如果600×600的良率如預(yù)期順利,相信會(huì)有更多的客戶和產(chǎn)品導(dǎo)入,屆時(shí)600×600可望成為FOPLP主流規(guī)格。
力成是全球封測(cè)廠商中第一家建設(shè)FOPLP產(chǎn)線的公司,于2016年設(shè)立,并在2019年正式導(dǎo)入量產(chǎn),規(guī)格為510*515mm。2021年,力成進(jìn)一步擴(kuò)大了FOPLP產(chǎn)線規(guī)模。力成執(zhí)行長(zhǎng)謝永達(dá)在此前表示,經(jīng)過(guò)持續(xù)優(yōu)化,目前510X515毫米的良率大幅超出預(yù)期,并獲得客戶認(rèn)可。謝永達(dá)指出,看好未來(lái)在AI世代中,異質(zhì)封裝將采用更多FOPLP解決方案,并預(yù)計(jì)2026~2027年將導(dǎo)入量產(chǎn)。
長(zhǎng)電科技是中國(guó)大陸最大的半導(dǎo)體封測(cè)廠商。此前,長(zhǎng)電科技已明確表示,公司有扇出面板級(jí)封裝(FOPLP)技術(shù)儲(chǔ)備。并通過(guò)投資者互動(dòng)平臺(tái)確認(rèn)其在高密度扇出型集成封裝技術(shù)可提供從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的全流程服務(wù),尤其在算力芯片相關(guān)的大尺寸倒裝及晶圓級(jí)扇出型封裝已經(jīng)積累多年的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),并一直與不同的晶圓廠在最先進(jìn)制程的硅節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行合作。
通富微電雖未明確提及FOPLP技術(shù)的具體進(jìn)展,但其在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的投入已覆蓋扇出型封裝等關(guān)鍵技術(shù),并通過(guò)多元化技術(shù)路線為FOPLP奠定基礎(chǔ)。例如于2024年9月開(kāi)工的南通通富通達(dá)先進(jìn)封測(cè)基地項(xiàng)目重點(diǎn)聚焦于多層堆疊、倒裝、圓片級(jí)、面板級(jí)封裝等國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)和支持的集成電路封裝產(chǎn)品,服務(wù)于通訊、存儲(chǔ)器和算力等應(yīng)用領(lǐng)域。
當(dāng)前,華天科技正在大力發(fā)展SiP、FC、TSV、Fan-Out、WLP、2.5D、3D、Chiplet、FOPLP等先進(jìn)封裝技術(shù)和產(chǎn)品。2024年年報(bào)顯示,華天科技FOPLP技術(shù)已通過(guò)客戶認(rèn)證。據(jù)悉,由華天科技投資30億元建設(shè)的盤(pán)古半導(dǎo)體板級(jí)封測(cè)項(xiàng)目致力于成為全球領(lǐng)先的板級(jí)扇出型封裝領(lǐng)導(dǎo)者,為客戶提供一站式高性能封測(cè)解決方案。
03.總結(jié)
盡管FOPLP技術(shù)已發(fā)展多年,但尚未能普及應(yīng)用。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢此前的報(bào)告顯示,由于FOPLP線寬及線距尚無(wú)法達(dá)到FOWLP的水平,F(xiàn)OPLP的應(yīng)用暫時(shí)止步于PMIC等成熟制程、成本較敏感的產(chǎn)品,待技術(shù)成熟后才會(huì)導(dǎo)入到主流消費(fèi)性IC產(chǎn)品。預(yù)估目前FOPLP封裝技術(shù)發(fā)展在消費(fèi)性IC及AI GPU應(yīng)用的量產(chǎn)時(shí)間點(diǎn),可能分別落于2024年下半年至2026年,以及2027-2028年。
總體而言,F(xiàn)OPLP憑借低成本、高面積利用率和靈活的應(yīng)用場(chǎng)景,正在AI、汽車電子等領(lǐng)域加速滲透,而FOWLP仍主導(dǎo)高端芯片封裝。兩者的技術(shù)路徑將長(zhǎng)期共存,共同推動(dòng)后摩爾時(shí)代異構(gòu)集成的發(fā)展。未來(lái),隨著良率提升和材料創(chuàng)新,F(xiàn)OPLP有望在細(xì)分市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),成為先進(jìn)封裝生態(tài)的重要支柱。