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FOPLP,今年热点

作者: 时间:2025-01-07 来源:半导体产业纵横 收藏

近日,IDC 发布 2025 年全球半导体市场八大趋势预测,扇出型面板级封装()成为今年行业布局焦点之一。那么,究竟 是什么?又为何会受到各方青睐?

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/202501/466053.htm

日渐火热

FOPLP 日益火热的态势,在很大程度上是受到当下另一热门封装技术 CoWoS 的影响。

作为 2.5D/3D 封装技术佼佼者,CoWoS 与 AI GPU 上所需的 HBM(高带宽内存) 相辅相成,随着市场对人工智能芯片需求旺盛,曾经昂贵到「一无是处」的 CoWoS 变得炙手可热。以英伟达为例,其 A100、A800、H100、H800、GH200 等芯片均依赖台积电 CoWoS-S 封装技术,此外 AMD、博通等公司也对 CoWoS 技术提出诸多需求。

火热的同时,也让台积电的 CoWoS 封装产能吃紧。要知道,虽然目前 AI 加速器没有采用最先进的工艺,但是严重依赖于先进封装技术,使得最终产品的供应取决于台积电的先进封装产能。

CoWoS 产能若不足,AI 效能便会受限。彼时,有两条路可以选择。

其一便是扩充 CoWoS 产能。据 TrendForce 报道,台积电正在积极扩充 CoWoS 封装产能,以满足市场需求。

数据显示,目前台积电的 CoWoS 封装产能大概在每月 3.5 万片晶圆,约占总收入的 7% 到 9%。预计到 2025 年末,月产能将提升至每月 7 万片晶圆,贡献超过 10% 的收入。到了 2026 年末,月产能将进一步扩大,提高至超过每月 9 万片晶圆。根据统计数字,从 2022 年至 2026 年,台积电 CoWoS 封装产能大概以 50% 的复合年增长率(CAGR)增长。

即便如此,台积电的 CoWoS 产能还是无法满足 AI 市场的全部需求。台积电董事长魏哲家日前表示:「AI 芯片带动 CoWoS 先进封装需求持续强劲,2024 年 CoWoS 产能超过倍增,仍严重供不应求,今年很可能会持续紧缺。」

其二,便是寻找新的解法。而 FOPLP 便是业界给出的答案。

FOPLP,「化圆为方」

其实扇出型封装目前存在两大技术分支,即扇出型晶圆级封装(FOWLP)以及扇出型面板级封装(FOPLP)。

对于扇出型封装的优势,本文不做详尽阐释。读者仅需知晓,其优势在于能够削减成本,并且相较于扇入型封装,扇出型在封装面积方面限制较少,使得封装设计更具灵活性与自主性。故而,扇出型封装率先在小面积、低性能领域得到推广应用。

就 FOPLP 的技术优势而言,本文通过与 FOWLP 进行简要对比,以便读者能够轻松理解。

FOWLP 是基于圆形的晶圆来进行封装,晶圆的形状就像一个圆盘。由于是圆形,在边缘部分会有一些空间难以像方形那样充分利用,相对来说可放置芯片的面积就小一些。

FOPLP 使用方形的面板作为基板,尺寸比较大,就像用一个大的方形板子来做封装。这种大尺寸的方形基板可利用的面积大,相比同样尺寸的晶圆,能放置更多的芯片。

总的来看,FOPLP 具备显著的产能、效率提升和成本降低优势。其高面积利用率有效减少了浪费,同时能够在一次封装过程中处理更多的芯片,显著提高了封装效率,形成强大的规模效应,从而具有极强的成本优势。

根据 Yole 报告,FOWLP 技术面积使用率<85%,FOPLP 面积使用率>95%,可以放置更多的芯片数,成本也比 FOWLP 便宜;面板级封装的成本与晶圆级封装相比将会降低 66%。

此外,FOPLP 的基板选材也更加灵活,可以采用玻璃基板或是金属基板。玻璃基板也是当下业内巨头争相布局的热点之一。

2024 年,集结诸多优势的 FOPLP 就已成为业内龙头的追捧焦点。

英伟达和 AMD,看好 FOPLP

据 Wccftech 报道,英伟达有兴趣在 Blackwell 架构芯片中引入 FOPLP 封装技术,应用于 GB200,很可能在 2025 年开始使用。

有市场研究机构指出,英伟达的 GB200 供应链已经启动,目前正在设计微调和测试阶段,预计 2024 年的出货量大概在 42 万,今年达到 150 万至 200 万。在 CoWoS 产能供不应求的趋势下,引人 FOPLP 封装技术为英伟达在封装方面提供了更多的选择,一定程度上也减轻封装产能不足带来的压力。

无独有偶,另一家在 AI 芯片行业占据龙头地位的 AMD,也向外界传达出对 FOPLP 技术的浓厚兴趣。据 TrendForce 报道,自 2024 年第二季度起,AMD 等芯片设计公司积极接洽台积电及其他专业封装测试厂,希望以 FOPLP 技术进行芯片封装。

业内龙头,大力投资 FOPLP

2024 年不论是在台积电、日月光、力成还是群创的法说会上,均能看到的话题便是 FOPLP,扮演先进封装领头羊的台积电曾表态,认为该技术 3 年后有机会成熟。

台积电:从较小基板入手

2024 年 8 月,台积电发布公告,计划斥资 171.4 亿元新台币向群创购买南科厂房及附属设施。台积电 CEO 魏哲家公开表示,台积电正加速推进 FOPLP 工艺,目前已经成立了专门的研发团队,并规划建立小规模试产线,力争在 2027 年量产。

随后在近日,又有中国台湾媒体报道,台积电在 FOPLP 技术的发展上注入了新的动力。业内人士称台积电初期将以较小的 300×300 毫米规格面板进行试验,并计划在 2026 年前完成小规模生产线的建设。

在 FOPLP 技术的选择过程中,台积电曾权衡多种基板尺寸,从最初的 515×510 毫米到 600×600 毫米,再到如今决定的 300×300 毫米。

这里需要注意的是,FOPLP 技术仍处于发展早期,尚未大规模量产,其受到良率产量、供应链不完善、面板翘曲及设备投入研发、标准化问题、散热等种种挑战。

考虑到在持有成本和兼容最大光罩尺寸的因素后,台积电最终选择了从 300×300 毫米的面板入手。

业界专家分析,尽管 300×300 毫米的方形基板与 12 英寸晶圆的直径接近,但在空间利用、翘曲控制及成本上有显著优势。这一选择不仅能降低 FOPLP 封装的成本,还提高了生产效率和稳定性。

日月光持续加码

日月光也在日前宣布将于今年二季度开始小规模出货 FOPLP 产品。另外,继 2024 年 6 月和 8 月初两度扩产后,日月光投控近日再宣布,子公司日月光斥资新台币 52.63 亿元向关系人宏璟建设购入其持有 K18 厂房以扩充先进封装产能。

日月光营运长吴田玉表示,日月光已经在 FOPLP 解决方案领域进行了五年多的研发工作,并且已经与客户、合作伙伴和设备供应商进行了密切合作。目前,他们已经将所用矩形面板的尺寸从 300×300 (mm) 扩展至 600×600 (mm)。

日前,TrendForce 报告,日月光首批 FOPLP 订单有望来自高通的 PMIC、射频产品以及 AMD 的 PC CPU 产品。

群创:期望今年上半年量产

近几年花费巨资布局 FOPLP 先进封装的面板大厂群创也宣布,公司的 FOPLP 技术已获得一线客户制程及可靠度认证。此前其 FOPLP 技术计划 2024 年年底量产,不过近日群创董事长洪进扬表示,研究进度有一些放缓,学习曲线花的时间更长,因为客户也因为手机需求不好而有所调整,公司寻找车用等其他应用,期望今年上半年量产。

力成:进入小批量生产

力成已布局 FOPLP 技术多年,2018 年其在新竹科学园区三厂开始兴建,启动全球第一座 FOPLP 量产基地,正式布局高阶封装领域。

据悉,力成位于新竹科学园区的全自动 FineLine FOPLP 封测产线,于 2024 年 6 月进入小批量生产阶段。业内人士透露,力成科技已获得联发科电源管理 IC 封测订单。

中国台湾地区封测企业布局 FOPLP 领域较早,占据先发优势,此外三星对于 FOPLP 技术的开发也早就开始。

在 2018 年,三星电机通过为三星 Galaxy Watch 推出具有扇出型嵌入式面板级封装(ePLP)PoP 技术的 APE-PMIC 设备,实现了新的里程碑。三星电机继续为具有成本效益的高密度扇出封装进行创新,以便再次与台积电竞争苹果的封装和前端业务。

去年,三星旗下 DS 部门的先进封装(AVP)业务团队开始研发将 FOPLP 先进封装技术用于 2.5D 的芯片封装上。借由此技术,三星预计可将 SoC 和 HBM 整合到硅中间层上,进一步建构其成为一个完整的芯片。

从国际学术会议上三星发表的 FOPLP 相关论文来看,三星正在致力于开发 FOPLP 先进封装技术,以克服 2.5D 封装的局限性。

中国大陆厂商也正奋起追击,目前已有多家厂商具备生产能力。

华天科技通过其控股子公司江苏盘古半导体科技股份有限公司,正式启动了多芯片高密度板级扇出型封装(FOPLP)产业化项目。2024 年 10 月,盘古半导体先进封装项目喜封金顶。

华海诚科在接受机构调研时表示,在先进封装领域,公司应用于 QFN 的产品 700 系列已实现小批量生产与销售,应用于 FC、SiP、FOWLP/FOPLP 等先进封装领域的相关产品正逐步通过客户的考核验证,有望逐步实现高端产品产业化。

进入 FOPLP 赛道的还有半导体设备公司,2024 年 7 月,盛美上海宣布推出适用于 FOPLP 应用的 Ultra C vac-p 负压清洗设备,正式进军 FOPLP 先进封装市场。目前已有一家中国大型半导体制造商订购该公司清洗设备,设备已于 7 月运抵客户工厂。

据悉,该清洗设备专为面板而设计,面板材料可以是有机材料或者玻璃材料。该设备可处理 510x515mm 和 600x600mm 的面板以及高达 7mm 的面板翘曲。

除上述上市公司外,国内还有华润微、奕成科技、矽迈微电子、中科四合等企业也均具备 FOPLP 量产能力。

值得注意的是,FOPLP 是一位可望扛大旗者,但是还并不是一位成熟的扛大旗者。技术成熟度有待精研提升,供应链协同尚需磨合优化,这些均是其走向成熟的必破关卡。

在行业巨头如三星和台积电的引领下,FOPLP 或将在未来三至五年内迎来技术与市场的全面突破,为半导体产业的可持续发展注入新动能。



关键词: FOPLP

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