2024 年 Semicon Taiwan 國際半導體展完美落幕,先進封裝成為突破摩爾定律的關鍵,尤其以面板級扇出型封裝(FOPLP)成為備受關注的下一代技術,同時也是封測廠、面板廠極力布局的方向。
事實上,國內封測廠推動 FOPLP 已有七八年,但因為良率問題未見顯著成效,客戶也持觀望態度,因此沒有太多終端應用落地。然而,台積電董事長魏哲家在 7 月 18 日法說會指出,正在研究 FOPLP 技術,預期三年後技術可成熟,無疑是給這項技術「添一把火」,國內外設備商、封測廠、面板廠全熱起來,一起衝刺技術落地。
FOPLP 技術是 FOWLP 技術的延伸,以方形基板進行 IC 封裝,可使封裝尺寸更大、降低生產成本。據經濟部說法,以面板產線進行 IC 封裝,方形面積相較晶圓有更高的利用率,達到 95%,即相同單位面積下,可擺放更多的晶片數量。然而,因封裝尺寸更大,面臨面板翹曲、均勻性和良率問題。至於 FOPLP 的 Panel(面板)載板可採用 PCB 或者液晶面板用的玻璃載板,包括台積電在內廠商都開始研究玻璃載板的可行性。
▲ G3.5 FOPLP Glass Panel 生產面積。(Source:群創)
台積電開發的 FOPLP 可想像成「矩形 InFO」,整合台積電 3D fabric 平台其他技術,發展出 2.5D / 3D 等先進封裝,以用於高階產品應用,最快 2027 年亮相。據日經報導,台積電正與設備及原物料供應商合作研發面板級晶片封裝技術,目前仍在早期階段。據悉,試驗中的矩形基板尺寸為 510×515mm,但有消息稱新定案版本為 600×600mm。
半導體設備業者認為,FOPLP 生態鏈發展主要看台積電,但隨著 AI 持續發展,在算力提升又必須兼顧成本的考量下,FOPLP 仍是未來需發展的方向。這項技術應該不會取代 CoWoS,而是提供客戶在成本考量下的新解決方案。
市場研調機構 TrendForce 指出,FOPLP 封裝技術導入主要用於三種模式,即OSAT 業者將消費性 IC 封裝方式從傳統封裝轉換至 FOPLP;晶圓代工廠、OSAT 業者封裝 AI GPU,將 2.5D 封裝模式自 wafer level(晶圓級)轉換至panel level(面板級);最後是面板業者封裝消費性IC。
台積電布局 FOPLP 以前,早期投入這項技術的國內廠商包括力成、群創和日月光。力成 2018 年在新竹科學園區三廠開始興建,啟動全球第一座 FOPLP 量產基地,正式布局高階封裝領域。執行長謝永達指出,看好未來在 AI 世代,異質封裝將採用更多 FOPLP 解決方案,預計 2026~2027 年會導入量產。
封測龍頭日月光 FOPLP 產品將在明年第二季開始出貨,面板尺寸從 300×300mm 已經擴張至 600×600mm,目前高通與其洽談 PMIC(電源管理IC)產品。此外,AMD 也與日月光、力成洽談 PC CPU 產品。
面板大廠群創近年積極轉型,自 2017 年便投入研發,目前試量產線月產能約 1,000 片,今年下半年可望量產。目前首期產能已被訂光,並開始啟動第二期擴產計畫,主要客戶為恩智浦、意法半導體等國際 IDM 大廠,未來將視客戶需求將月產能逐步提升至 15,000 片,以 PMIC 產品為主。
盤點國內 FOPLP 相關供應鏈,有濕製程領域弘塑、濺鍍/水平式電漿蝕刻設備廠友威科、雷射修補設備商東捷、載板乾製程設備廠群翊、RDL製程設備亞智科技、電漿清洗及雷射打印廠商鈦昇、自動化設備商萬潤、開發 FOPLP 特殊合金載板鑫科材料等。
隨著先進封裝轉換至 panel level(面板級),半導體設備商將提出另一個說法,即所謂的「CoPoS」(Chip-on-Panel-on-Substrate),即是 CoWoS「面板化」,以面板(Panel)取代晶圓(Wafer),將晶片排列在矩形基板上,最後再透過封裝製程連接到底層的載板上,讓多顆晶片可以封裝一起。
CoPoS 這項技術處於早期初期,初步判斷需要三五年才有機會到位,目前仍以 CoWoS、FOPLP 是較為明確的技術路線圖。
然而,FOPLP 受限於線寬及線距問題,目前應用仍以 PMIC 等成熟製程為主,待技術成熟後才會導入到主流消費性 IC 產品,TrendForce 預期時間約落在今年下半年至 2026 年;至於更高階的 AI GPU 應用,則是 2027-2028年有望落地,與台積電董事長魏哲家預期至少三年後的量產時間相一致,他表示,目前尚未有成熟的解決方案,支持大於十倍光罩尺寸(Reticle size)晶片,預期三年後 FOPLP 將開始導入後,台積電也將做好準備。
(首圖來源:英特爾)