CoWoS，勁敵來(lái)了

知名分析師陸行之表示，棋盤(pán)中央如果說(shuō)先進(jìn)制程是硅時(shí)代的權力中樞，那么先進(jìn)封裝，正在成為下一個(gè)技術(shù)帝國的邊疆要塞。

最近，業(yè)內關(guān)于先進(jìn)封裝的消息頻頻，其中又以 FOPLP 最為突出。

馬斯克宣布要跨界入局先進(jìn)封裝，瞄準了 FOPLP。旗下 SpaceX 涉足將半導體封裝，擬于美國得克薩斯州建設自有 FOPLP 產(chǎn)能。據悉 SpaceX 的 FOPLP 封裝基板尺寸為業(yè)界最大的 700mm×700mm。日月光投入 2 億美元采購設備，在高雄廠(chǎng)建立產(chǎn)線(xiàn)，計劃今年年底試產(chǎn) FOPLP。

CoWoS 的勁敵

先進(jìn)封裝意味著(zhù)把不同種類(lèi)的芯片，包括邏輯芯片、存儲、射頻芯片等，通過(guò)封裝及堆疊技術(shù)整合在一起，以提升芯片性能、縮小尺寸、減少功耗。

現在階段的先進(jìn)封裝大概可以分為三種：

倒裝芯片（Flip chip）。將芯片倒置（有源面朝下）放置在基板上，并通過(guò)芯片上的凸點(diǎn)（Bumps）與基板實(shí)現電氣連接的封裝技術(shù)。倒裝芯片可以算得上半個(gè)先進(jìn)封裝，一只腳踩在先進(jìn)封裝的門(mén)里，一只在門(mén)外，算是傳統封裝與先進(jìn)封裝的過(guò)渡產(chǎn)物。

2.5D/3D IC 封裝。在中介層上垂直堆疊各類(lèi)芯片，由此縮小接點(diǎn)間距，減少所需空間及功耗，臺積電的 CoWoS 便是屬于此類(lèi)。

扇出型封裝。相對于扇入型封裝（Fan-In Packaging）來(lái)說(shuō)，扇出型 WLP 中，RDL 可以向外延伸布線(xiàn)，從而提升 I/O 接點(diǎn)的數量及密度。

因為人工智能的火熱，臺積電的 CoWoS 一夜爆紅。

當前依賴(lài)臺積電 CoWoS 封裝的芯片包括英偉達 A100、A800、H100、H800、GH200 等。

火熱的同時(shí)，也讓臺積電的 CoWoS 封裝產(chǎn)能吃緊。目前臺積電的 CoWoS 封裝產(chǎn)能大概在每月 3.5 萬(wàn)片晶圓，約占總收入的 7% 到 9%。預計到 2025 年末，月產(chǎn)能將提升至每月 7 萬(wàn)片晶圓，貢獻超過(guò) 10% 的收入。到了 2026 年末，月產(chǎn)能將進(jìn)一步擴大，提高至超過(guò)每月 9 萬(wàn)片晶圓。根據統計數字，從 2022 年至 2026 年，臺積電 CoWoS 封裝產(chǎn)能大概以 50% 的復合年增長(cháng)率（CAGR）增長(cháng)。

此前，臺積電 CEO 魏哲家表示，會(huì )在今年持續增加 CoWoS 產(chǎn)能，以滿(mǎn)足客戶(hù)需求。預計 2025 年，CoWoS 的全年營(yíng)收貢獻將從 2024 年的 8% 成長(cháng)至 10%。

即使如此，臺積電的 CoWoS 產(chǎn)能仍然無(wú)法滿(mǎn)足 AI 市場(chǎng)的全部需求。除了擴充 CoWoS 外，半導體廠(chǎng)商也在尋找新的路線(xiàn)。

FOPLP 正是能夠接棒 CoWoS 的候選者。

FOPLP 可以追溯到 FOWLP（扇出型晶圓級封裝），這個(gè)技術(shù)是英飛凌在 2004 年提出的，后來(lái)在 2009 年開(kāi)始量產(chǎn)，但是 FOWLP 只被應用在手機基帶芯片上，很快就達到了市場(chǎng)飽和。

FOWLP 是基于圓形的晶圓來(lái)進(jìn)行封裝，晶圓的形狀就像一個(gè)圓盤(pán)。由于是圓形，在邊緣部分會(huì )有一些空間難以像方形那樣充分利用，相對來(lái)說(shuō)可放置芯片的面積就小一些。

基于 FOWLP，業(yè)內延伸出了 FOPLP（面板級扇出型封裝）。兩者英文縮寫(xiě)只差在 P（Panel）、W（Wafer），面板與晶圓一字之差，影響體現于尺寸與利用率。FOPLP 使用的載板，不是 8 寸/12 寸的晶圓，而是方形的大尺寸面板。

這就帶來(lái)了很多優(yōu)勢。第一是成本低。采用方形的大尺寸面板，那么單片產(chǎn)出的芯片數量就更多，面積利用率更高。以 600mm×600mm 尺寸的面板為例，面積為 12 寸 wafer carrier 的 5.1 倍，單片產(chǎn)出數量大幅提升。

第二是靈活性高。在 FOWLP 封裝中，光罩的尺寸小，單次曝光面積有上限，需要通過(guò)拼接的方式曝光，效率低，良率低，影響產(chǎn)能。而 FOPLP 封裝，單次曝光面積是 FOWLP 的 4 倍以上，效率高、良率高，大幅提升了產(chǎn)能。

值得一提的是，FOPLP 所使用的玻璃載板材料。

因為 FOPLP 載板的面積大，在生產(chǎn)和處理的過(guò)程中，容易出現翹曲等問(wèn)題。所以，相比于傳統的硅材料，FOPLP 的載板材料主要是金屬、玻璃或其他高分子聚合物材料。

其中，玻璃在機械、物理、光學(xué)等性能上具有明顯的優(yōu)勢。當前，玻璃基板已經(jīng)成為業(yè)內關(guān)注的焦點(diǎn)。目前布局了玻璃基板的包括臺積電、三星、英特爾等大廠(chǎng)。

正因為 FOPLP 擁有如此出色的表現，未來(lái)先進(jìn)封裝中 CoWoS 不再會(huì )是一家獨大。

誰(shuí)在入局？

先進(jìn)封裝的成長(cháng)是非常驚人的。

Yole 去年七月報告中指出，受 HPC 和生成式 AI 領(lǐng)域的大勢推動(dòng)，先進(jìn)封裝行業(yè)規模有望在六年間實(shí)現 12.9% 的復合年增長(cháng)率（CGAR）。

具體而言，該行業(yè)的整體收入將從 2023 年的 392 億美元增至 2029 年的 811 億美元（當前約 5897.32 億元人民幣）。

Yole 預計 FOPLP 市場(chǎng)在 2022 年約為 4100 萬(wàn)美元，預計未來(lái)五年將呈現 32.5% 的顯著(zhù)復合年增長(cháng)率，到 2028 年增長(cháng)到 2.21 億美元。

目前，三星已經(jīng)在部署用于先進(jìn)節點(diǎn)的 FOPLP，其用于可穿戴設備的 Exynos W920 處理器采用了 5nm EUV 技術(shù)和 FOPLP。TrendForce 報道，谷歌在 Tensor G4 芯片中采用了三星的 FOPLP，而 AMD 和 NVIDIA 等公司目前正在與臺積電和 OSAT 供應商合作，將 FOPLP 集成到他們的下一代芯片中。

臺積電，從小基板入手。

2024 年 8 月，臺積電發(fā)布公告，計劃斥資 171.4 億元新臺幣向群創(chuàng )購買(mǎi)南科廠(chǎng)房及附屬設施。臺積電 CEO 魏哲家公開(kāi)表示，臺積電正加速推進(jìn) FOPLP 工藝，目前已經(jīng)成立了專(zhuān)門(mén)的研發(fā)團隊，并規劃建立小規模試產(chǎn)線(xiàn)，力爭在 2027 年量產(chǎn)。

臺積電在 FOPLP 初期選擇尺寸較小的 300×300 mm 面板，預計最快 2026 年完成 miniline 小規模產(chǎn)線(xiàn)建設。

據了解，臺積電原本傾向 515×510 mm 矩形基板，與傳統的 12 英寸圓形晶圓相比，這種基板的可用面積可增加三倍。此后又對 600×600 mm、300×300 mm 規格進(jìn)行了嘗試，最終敲定初期先用 300×300 mm 練兵，日后再擴展到更大尺寸上。

日月光，布局十年。

日月光投控營(yíng)運長(cháng)吳田在今年 2 月表示，決定在中國臺灣高雄廠(chǎng)區投入 2 億美元（約新臺幣 66 億元）設立面板級扇出型封裝（FOPLP）量產(chǎn)線(xiàn)，預計第二季設備進(jìn)廠(chǎng)，第三季開(kāi)始試量產(chǎn)。

日月光十年前即投入 FOPLP 研發(fā)，初期采用 300mm×300mm 規格，在試作達到不錯效果后，尺寸推進(jìn)至 600mm×600mm，并于去年開(kāi)出設備采購單，相關(guān)機臺預定第二季及第三季裝機，今年底試產(chǎn)，若試產(chǎn)順利，預定明年送樣客戶(hù)驗證后，即可量產(chǎn)出貨。

吳田玉認為，若 600mm×600mm 面板級扇出型封裝良率如預期順利，相信會(huì )有更多的客戶(hù)和產(chǎn)品導入，屆時(shí)可望成為業(yè)界主流規格。隨著(zhù)客戶(hù)導入面板級扇出型封裝，可解決現有 12 寸晶圓尺寸已不敷使用的問(wèn)題。

力成科技，小批量出貨。

力成是全球封測廠(chǎng)商中第一家建設 FOPLP 產(chǎn)線(xiàn)的公司，于 2016 年設立，并在 2019 年正式導入量產(chǎn)，規格為 510*515mm。

目前，力成位于新竹科學(xué)園區的全自動(dòng) FineLine FOPLP 封測產(chǎn)線(xiàn)，于 2024 年 6 月進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。業(yè)內人士透露，力成科技已獲得聯(lián)發(fā)科電源管理 IC 封測訂單。

力成執行長(cháng)謝永達在此前表示，經(jīng)過(guò)持續優(yōu)化，目前 510×515 毫米的良率大幅超出預期，并獲得客戶(hù)認可。謝永達指出，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，并預計 2026—2027 年將導入量產(chǎn)。

長(cháng)電科技，技術(shù)儲備。

長(cháng)電科技是中國大陸最大的半導體封測廠(chǎng)商。

此前，長(cháng)電科技已明確表示，公司有扇出面板級封裝（FOPLP）技術(shù)儲備。并通過(guò)投資者互動(dòng)平臺確認其在高密度扇出型集成封裝技術(shù)可提供從設計到生產(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扇出型封裝已經(jīng)積累多年的量產(chǎn)經(jīng)驗，并一直與不同的晶圓廠(chǎng)在最先進(jìn)制程的硅節點(diǎn)上進(jìn)行合作。

FOPLP，還未放量

按照調研機構集邦調查所說(shuō)，會(huì )采用 FOPLP 先進(jìn)封裝的產(chǎn)品，主要可分為電源管理 IC 及射頻 IC、 和 CPU 及 GPU、AI GPU 等三類(lèi)。

目前 FOPLP 還沒(méi)有放量。

主要原因除了良率未達理想值以外，標準也尚未定出來(lái)。與以 200 毫米和 300 毫米標準為主的晶圓級封裝不同，不同制造商的面板尺寸差異很大，導致工具和設備設計不一致。通常必須為每種獨特的面板尺寸開(kāi)發(fā)定制解決方案。

據 Nordson Test & Inspection 計算機視覺(jué)工程經(jīng)理 John Hoffman 表示：「面板面臨的最大挑戰之一是尺寸缺乏標準化，這決定了系統設計的很大一部分。對于晶圓，我們有 200 毫米和 300 毫米的標準，但面板差異很大。這種差異使系統設計變得復雜，特別是在處理和壓平翹曲面板時(shí)?！?/span>

并且，從當前的企業(yè)選擇來(lái)說(shuō)，無(wú)論是 510x515mm、600x600mm 為常見(jiàn)規格，目前都還未定。如果無(wú)法實(shí)現高產(chǎn)線(xiàn)利用率，那么 FOPLP 的規?；瘜⒊杀具^(guò)高。