隨著摩爾定律逐漸接近極限，從晶圓代工廠、封裝廠、IDM公司以及IC設(shè)計(jì)公司，都開始將先進(jìn)封裝技術(shù)作為突破摩爾定律的一個(gè)方向。

其中，扇出型面板級(jí)封裝（FOPLP），作為先進(jìn)封裝技術(shù)的一個(gè)重要分支，引起業(yè)界廣泛關(guān)注，一些大廠也在積極布局這一先進(jìn)封裝技術(shù)。

圖片來源  / 豆包

Part 1

什么是FOPLP？其具有哪些優(yōu)勢(shì)？   

FOPLP是基于重布線層（RDL）工藝，通過在方形大尺寸面板上重新布局芯片，以實(shí)現(xiàn)高密度互連，可集成多芯片、無源元件及復(fù)雜互連。它具有超越傳統(tǒng)封裝的靈活性、擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)效益。

圖源：日月光

FOPLP技術(shù)憑借高面積利用率，極大減少了材料浪費(fèi)，并能在單一制程中批量處理芯片，極大提升封裝效率及成本效益，形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。與FOWLP技術(shù)相比，F(xiàn)OPLP的面積使用率高達(dá)95%，遠(yuǎn)高于FOWLP的85%。這意味著，在相同面積下，F(xiàn)OPLP的面板能比12英寸晶圓多容納1.64倍的芯片。 

同時(shí)，隨著基板面積的增加，芯片制造成本逐漸下降。從200mm過渡到300mm大約能節(jié)省25%的成本，而從300mm過渡到板級(jí)封裝，則能節(jié)約高達(dá)66%的成本。 

此外，F(xiàn)OPLP依托精密的RDL工藝，可實(shí)現(xiàn)芯片間（D2D）的高速、高密度互連，這一特質(zhì)對(duì)于AI計(jì)算至關(guān)重要，確保了龐大數(shù)據(jù)流的無縫傳輸與高效處理。

Part 2

大廠紛紛布局FOPLP技術(shù)   

作為代工領(lǐng)域的老大，臺(tái)積電在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的實(shí)力也不容小覷。隨著AI熱潮來襲，其CoWoS先進(jìn)封裝技術(shù)供不應(yīng)求，它也成為臺(tái)積電未來幾年重要的營(yíng)收增長(zhǎng)點(diǎn)之一。

臺(tái)積電在積極擴(kuò)產(chǎn)CoWoS的同時(shí)，也在開發(fā)新一代的先進(jìn)封裝技術(shù)——CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）。CoPoS與FOPLP類似，也采用大型面板基板進(jìn)行封裝。但兩者還存在一些差異。FOPLP是一種不需要中介層的封裝方法，芯片直接重新分布在面板基板上，并通過重分布層（RDL）互連。

而CoPoS則引入了中介層，從而可以實(shí)現(xiàn)更高的信號(hào)完整性和穩(wěn)定的功率傳輸，對(duì)于集成GPU和HBM芯片的高端產(chǎn)品來說效果更好。 

臺(tái)積電計(jì)劃2026年建造一條CoPoS試點(diǎn)生產(chǎn)線，2027年將重點(diǎn)改進(jìn)工藝，以便滿足合作伙伴的要求。2028年年底至2029年年初實(shí)現(xiàn)CoPoS的量產(chǎn)工作，臺(tái)積電位于中國(guó)臺(tái)灣嘉義的AP7工廠將成為CoPoS先進(jìn)封裝技術(shù)的生產(chǎn)中心。 

封測(cè)大廠日月光也在近幾年積極布局面板級(jí)封裝技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)悉，日月光已在高雄擁有一條量產(chǎn)的300X300mm面板級(jí)封裝產(chǎn)線。

今年2月，日月光宣布投資2億美元，在高雄設(shè)立新的面板級(jí)扇出型封裝量產(chǎn)線，研發(fā)試產(chǎn)規(guī)格為600X600mm，并計(jì)劃在2025年底試產(chǎn)，預(yù)計(jì)明年開始送樣給客戶進(jìn)行認(rèn)證。增加對(duì)于面板級(jí)封裝技術(shù)領(lǐng)域的投資，也反應(yīng)了日月光想要進(jìn)一步提升其在先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)份額。

在FOPLP領(lǐng)域，三星可以說是引領(lǐng)者。2018年，三星電機(jī)就為三星Galaxy Watch推出了具有扇出型嵌入式面板級(jí)封裝（ePLP）PoP技術(shù)的APE-PMIC設(shè)備。

2019年，三星收購(gòu)了三星電機(jī)FOPLP業(yè)務(wù)。2023年，三星旗下負(fù)責(zé)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的DS部門的先進(jìn)封裝（AVP）業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)將FOPLP技術(shù)用于2.5D芯片封裝上。 

但三星與臺(tái)積電在基板材料的選擇上產(chǎn)生了分歧。據(jù)臺(tái)媒DigiTimes去年年底的報(bào)道，三星堅(jiān)持使用塑料基板，而臺(tái)積電則積極探索玻璃基板的應(yīng)用。三星繼續(xù)沿用塑料是因?yàn)槠渚邆涑杀拘б?、柔韌性好且制造工藝成熟等優(yōu)勢(shì)。

而臺(tái)積電則選擇探索玻璃面板是因?yàn)椋啾人芰?，玻璃面板擁有更?yōu)異的熱穩(wěn)定性和平整度，并有潛力實(shí)現(xiàn)更緊密的互連間距?？梢哉f，兩種基板材料各有優(yōu)劣，最終還需市場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)。 

目前，大陸的很多封裝廠商也已經(jīng)入局FOPLP領(lǐng)域，如華潤(rùn)微電子、成都奕斯偉、中科四合等，有些已經(jīng)具備生產(chǎn)或量產(chǎn)能力。

Part 3

FOPLP發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)   

雖然，各方都在積極布局FOPLP領(lǐng)域，也看好其未來的發(fā)展前景。但FOPLP想要取得長(zhǎng)足的發(fā)展，還面臨著一些挑戰(zhàn)。首先，面板尺寸和組裝工藝未能標(biāo)準(zhǔn)化是FOPLP應(yīng)用的最大障礙。

目前，各家廠商的面板尺寸各成一派，已經(jīng)有300X300mm、510mmX415mm、515mmX510mm、600mmX600mm、615X625mm、620mmX750mm、700mmX700mm、800X600mm、800X800mm等規(guī)格。 

大的面板尺寸雖然會(huì)帶來成本優(yōu)勢(shì)，但也會(huì)帶來基板翹曲的問題，會(huì)影響到精度和良率等問題。此外，F(xiàn)OPLP還需解決大面積RDL形成、焦深裕度（DoF margin）、芯片位移，以及微?？刂频燃夹g(shù)挑戰(zhàn)。

Part 4

寫在最后   

在摩爾定律漸近極限的當(dāng)下，F(xiàn)OPLP技術(shù)以其顯著的面積利用效率、潛在的巨大成本優(yōu)勢(shì)和面向高密度互連的精密能力，成為半導(dǎo)體行業(yè)突破物理瓶頸的重要路徑。 

據(jù)分析機(jī)構(gòu)Yole Group數(shù)據(jù)顯示，2022年FOPLP的市場(chǎng)空間大約是11.8億美元，預(yù)計(jì)到2026年將增長(zhǎng)到43.6億美元。可以預(yù)見，F(xiàn)OPLP技術(shù)具備巨大的成長(zhǎng)潛力。

目前，F(xiàn)OPLP技術(shù)已初步形成商業(yè)化，隨著更多先進(jìn)企業(yè)的加入，有望加速FOPLP技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)擴(kuò)張。未來，隨著材料創(chuàng)新與工藝協(xié)同的持續(xù)突破，F(xiàn)OPLP或?qū)⒅厮馨雽?dǎo)體封裝的產(chǎn)業(yè)格局。

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