本文由半导体产业纵横综合整理
2021 年由于半导体缺货持续延烧,且封测代工产业也因中高阶载板供应不足下,导致原有应用于先进封装如BGA、Flip Chip 与SiP 等交货进度受部分影响,驱使无载板、可一次性大面积封装且有效降低制造成本的面板级封装FOPLP 应用备受瞩目。
>>>>什么是FOPLP工艺?
要了解FOPLP工艺,首先需要知道扇出(Fan Out,FO)。扇出是相对扇入而言,“扇入”只能向内走线,而在扇出型封装中,既可以向内走线,也可以向外走线,从而可以实现更多的 I/O,以及更薄的封装。目前量产最多的是晶圆级扇出型产品。
扇出型封装工艺主要分为 Chip first 和 Chip last 两大类,其中 Chip first 又分 Die down 和Die up 两种。
在FOPLP发展进程中,由于Flip Chip与BGA封装因产品功能使接脚数不敷使用,此时Fan-in与Fan-out晶圆级封装承接应用,然考量制程成本与大面积加工后,FOPLP封装技术概念也至此俨然而生,并延续Chip First / Last的RDL设计概念,驱使FOPLP与晶圆级封装可同步参照相关步骤,亦将有助于相关技术发展。
根据 Yole 的数据,2019-2025 年 FOPLP 的 CAGR 达 57%,FOWLP 的 CAGR 为 14%,但 FOWLP 在 2025 年的占比仍会在 2/3 以上。
然现行FOPLP封装技术遭遇最大困难,主要来自于面板翘曲、均匀性与良率等问题,目前仍待相关厂商与设备商合力优化。
因载板与半导体缺货驱使FOPLP封装受到关注。来源:拓墣产业研究院
>>>> 考量制程成本优势,众多厂商抢占FOPLP供应链与转型大饼
FOPLP封装技术虽尚有许多生产问题,但评估相关制程成本与技术挑战后,现阶段除了封测代工厂,晶圆代工厂商、IDM大厂、PCB板与面板商等也纷纷投身,试图抢占FOPLP供应链与转型大饼。
台积电在Fan-out和3D先进封装平台方面已处于领先地位,如今其先进封装技术俨然已成为一项成熟的业务,并为其带来了可观的收入。
三星发力的封装技术主要是面板级扇出型封装(FO-PLP)。三星在FOPLP投资已超过4亿美元,2018年,三星在其最新的Galaxy手表中引用该技术集成应用处理器单元(APU)。三星 FOPLP是与台积电InFO-WLP所对标的,都是用于手机芯片的封装技术。据拓璞产业研究所介绍,三星 FOPLP与台积电InFO-WLP的技术比较,最大不同在于封装尺寸的大小差异,若依现行晶圆尺寸,InFO-WLP技术最大只能以12英寸大小为主,但该技术却可透过垂直堆栈方式,将芯片整合于PoP(Package on Package)型式,强化整体元件的功能性。
以现行FOPLP封装技术发展为例,封测代工厂商力成、晶圆代工龙头台积电与IDM大厂三星发展相对领先,其次为主要封测代工大厂居中位,再者为PCB板厂商、面板厂与部分封测代工厂商等。
>>>> RDL蚀刻设备与客制化生产线,有助大幅改善FOPLP难题
面对FOPLP封装技术发展经常遭遇面板翘曲、均匀性与良率等挑战,主要改善关键在于RDL制造和客制化生产线等方法。由于FOPLP主要以固定式进行封装与晶圆级封装旋转晶圆方式有差距,因此选择适合蚀刻设备厂商如亚智、弘塑、Semsysco与SCHMID等十分重要,这点将有助改善部分产品均匀性与良率。
至于FOPLP面板翘曲挑战,此时必须运用厂商开发经验,如同亚智本身长期投身于PCB板和面板厂等湿式蚀刻设备经验累积,并结合德国母公司自动化设备与承接载具应用,再搭配建置一系列客制化生产线,此时将有助大幅改善翘曲问题,并吸引后续厂商投入意愿。