CoWoS，勁敵來了

作者：九林

先進封裝，不再是邊角料的存在。

知名分析師陸行之表示，棋盤中央如果說先進制程是硅時代的權(quán)力中樞，那么先進封裝，正在成為下一個技術(shù)帝國的邊疆要塞。

最近，業(yè)內(nèi)關(guān)于先進封裝的消息頻頻，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(shè)自有 FOPLP產(chǎn)能。據(jù)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(shè)備，在高雄廠建立產(chǎn)線，計劃今年年底試產(chǎn)FOPLP。

?01、CoWoS的勁敵

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

現(xiàn)在階段的先進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，并通過芯片上的凸點（Bumps）與基板實現(xiàn)電氣連接的封裝技術(shù)。倒裝芯片可以算得上半個先進封裝，一只腳踩在先進封裝的門里，一只在門外，算是傳統(tǒng)封裝與先進封裝的過渡產(chǎn)物。

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

扇出型封裝。相對于扇入型封裝（Fan-In Packaging）來說，扇出型WLP中，RDL可以向外延伸布線，從而提升I/O接點的數(shù)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，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7萬片晶圓，貢獻超過10%的收入。到了2026年末，月產(chǎn)能將進一步擴大，提高至超過每月9萬片晶圓。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)字，從2022年至2026年，臺積電CoWoS封裝產(chǎn)能大概以50%的復合年增長率（CAGR）增長。

此前，臺積電CEO魏哲家表示，會在今年持續(xù)增加CoWoS產(chǎn)能，以滿足客戶需求。預計2025年，CoWoS的全年營收貢獻將從2024年的8%成長至10%。

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

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），這個技術(shù)是英飛凌在2004年提出的，后來在2009年開始量產(chǎn)，但是FOWLP只被應用在手機基帶芯片上，很快就達到了市場飽和。

FOWLP是基于圓形的晶圓來進行封裝，晶圓的形狀就像一個圓盤。由于是圓形，在邊緣部分會有一些空間難以像方形那樣充分利用，相對來說可放置芯片的面積就小一些。

基于FOWLP，業(yè)內(nèi)延伸出了FOPLP（面板級扇出型封裝）。兩者英文縮寫只差在P（Panel）、W（Wafer），面板與晶圓一字之差，影響體現(xiàn)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(shù)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(shù)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，F(xiàn)OPLP所使用的玻璃載板材料。

因為FOPLP載板的面積大，在生產(chǎn)和處理的過程中，容易出現(xiàn)翹曲等問題。所以，相比于傳統(tǒng)的硅材料，F(xiàn)OPLP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(nèi)關(guān)注的焦點。目前布局了玻璃基板的包括臺積電、三星、英特爾等大廠。

正因為FOPLP擁有如此出色的表現(xiàn)，未來先進封裝中CoWoS不再會是一家獨大。

?02、誰在入局？

先進封裝的成長是非常驚人的。

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，先進封裝行業(yè)規(guī)模有望在六年間實現(xiàn) 12.9% 的復合年增長率（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市場在 2022 年約為 4100 萬美元，預計未來五年將呈現(xiàn) 32.5% 的顯著復合年增長率，到 2028 年增長到 2.21 億美元。

目前，三星已經(jīng)在部署用于先進節(jié)點的FOPLP，其用于可穿戴設(shè)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)購買南科廠房及附屬設(shè)施。臺積電CEO魏哲家公開表示，臺積電正加速推進FOPLP工藝，目前已經(jīng)成立了專門的研發(fā)團隊，并規(guī)劃建立小規(guī)模試產(chǎn)線，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(guī)模產(chǎn)線建設(shè)。

據(jù)了解，臺積電原本傾向515×510 mm 矩形基板，與傳統(tǒng)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(guī)格進行了嘗試，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。

日月光投控營運長吳田在今年2月表示，決定在中國臺灣高雄廠區(qū)投入2億美元（約新臺幣66億元）設(shè)立面板級扇出型封裝（FOPLP）量產(chǎn)線，預計第二季設(shè)備進廠，第三季開始試量產(chǎn)。

日月光十年前即投入FOPLP研發(fā)，初期采用300mm×300mm規(guī)格，在試作達到不錯效果后，尺寸推進至600mm×600mm，并于去年開出設(shè)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，相信會有更多的客戶和產(chǎn)品導入，屆時可望成為業(yè)界主流規(guī)格。隨著客戶導入面板級扇出型封裝，可解決現(xiàn)有12寸晶圓尺寸已不敷使用的問題。

力成科技，小批量出貨。

力成是全球封測廠商中第一家建設(shè)FOPLP產(chǎn)線的公司，于2016年設(shè)立，并在2019年正式導入量產(chǎn)，規(guī)格為510*515mm。

目前，力成位于新竹科學園區(qū)的全自動FineLine FOPLP封測產(chǎn)線，于2024年6月進入小批量生產(chǎn)階段。業(yè)內(nèi)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(zhí)行長謝永達在此前表示，經(jīng)過持續(xù)優(yōu)化，目前510×515毫米的良率大幅超出預期，并獲得客戶認可。謝永達指出，看好未來在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)。

長電科技，技術(shù)儲備。

長電科技是中國大陸最大的半導體封測廠商。

此前，長電科技已明確表示，公司有扇出面板級封裝（FOPLP）技術(shù)儲備。并通過投資者互動平臺確認其在高密度扇出型集成封裝技術(shù)可提供從設(shè)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在最先進制程的硅節(jié)點上進行合作。

?03、FOPLP，還未放量

按照調(diào)研機構(gòu)集邦調(diào)查所說，會采用FOPLP先進封裝的產(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。

目前FOPLP還沒有放量。

主要原因除了良率未達理想值以外，標準也尚未定出來。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(shè)備設(shè)計不一致。通常必須為每種獨特的面板尺寸開發(fā)定制解決方案。

據(jù)Nordson Test & Inspection計算機視覺工程經(jīng)理John Hoffman表示：“面板面臨的最大挑戰(zhàn)之一是尺寸缺乏標準化，這決定了系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)設(shè)計變得復雜，特別是在處理和壓平翹曲面板時?！?/p>

并且，從當前的企業(yè)選擇來說，無論是510x515mm、600x600mm為常見規(guī)格，目前都還未定。如果無法實現(xiàn)高產(chǎn)線利用率，那么FOPLP 的規(guī)?；瘜⒊杀具^高。