分析师陆行之指出,若先进制程是硅时代的权力核心,那么先进封装正成为下一个技术帝国的重要堡垒。近期,先进封装领域消息不断,其中 FOPLP(面板级扇出型封装)备受瞩目。
马斯克旗下的 SpaceX 宣布跨界进入先进封装领域,计划在美国得克萨斯州建设自有 FOPLP 产能,其 FOPLP 封装基板尺寸达 700mm×700mm,为业界。与此同时,日月光投入 2 亿美元采购设备,在高雄厂建立 FOPLP 产线,计划于今年年底进行试产。
先进封装是将不同类型的芯片,如逻辑芯片、存储芯片、射频芯片等,通过封装和堆叠技术整合在一起,以提升芯片性能、缩小尺寸并降低功耗。目前,先进封装主要分为三类:倒装芯片是传统封装向先进封装过渡的产物;台积电的 CoWoS 属于 2.5D/3D IC 封装;扇出型封装则可提高 I/O 接点的数量和密度。
随着人工智能的火热发展,台积电的 CoWoS 封装迅速走红,英伟达的 A100、A800、H100、H800、GH200 等芯片都依赖该封装。然而,这也导致 CoWoS 封装产能紧张。目前,台积电 CoWoS 封装月产能约为 3.5 万片晶圆,预计到 2025 年末将提升至 7 万片,2026 年末进一步扩大至超 9 万片。从 2022 年至 2026 年,其 CoWoS 封装产能预计以 50% 的复合年增长率增长。但即便如此,仍无法满足 AI 市场的全部需求,半导体厂商因此开始探寻新的解决方案,FOPLP 便是其中之一。
FOPLP 源于 FOWLP(扇出型晶圆级封装),但二者在尺寸和利用率上存在差异。FOPLP 采用方形大尺寸面板作为载板,而非传统的 8 寸 / 12 寸晶圆,这使其具有成本低和灵活性高的优势。以 600mm×600mm 尺寸的面板为例,其面积是 12 寸 wafer carrier 的 5.1 倍,单片产出数量大幅增加。此外,FOPLP 封装单次曝光面积是 FOWLP 的 4 倍以上,效率和良率更高,产能得到显著提升。
由于 FOPLP 载板面积较大,在生产和处理过程中容易出现翘曲等问题,因此其载板材料主要选用金属、玻璃或其他高分子聚合物材料。其中,玻璃在机械、物理、光学等性能方面具有明显优势,目前台积电、三星、英特尔等大厂均已布局玻璃基板。
市场研究机构 Yole 的报告显示,受 HPC 和生成式 AI 领域的推动,先进封装行业规模有望在未来六年实现 12.9% 的复合年增长率,到 2029 年将达到 811 亿美元。其中,FOPLP 市场预计在未来五年呈现 32.5% 的复合年增长率,到 2028 年将增长到 2.21 亿美元。
目前,已有多家企业布局 FOPLP。三星已在先进节点部署 FOPLP,谷歌的 Tensor G4 芯片采用了三星的 FOPLP 技术,AMD 和 NVIDIA 等公司也在与台积电和 OSAT 供应商合作,将 FOPLP 集成到下一代芯片中。台积电计划斥资 171.4 亿元新台币购买南科厂房及附属设施,加速推进 FOPLP 工艺,力争在 2027 年实现量产。初期,台积电将采用 300×300 mm 的小尺寸面板,预计快 2026 年完成小规模产线建设。日月光投控投入 2 亿美元在高雄厂区设立 FOPLP 量产线,预计今年底试产。日月光早在十年前就开始投入 FOPLP 研发,初期采用 300mm×300mm 规格,后推进至 600mm×600mm。力成科技是全球封测厂商中第一家建设 FOPLP 产线的公司,其位于新竹科学园区的全自动 FineLine FOPLP 封测产线已进入小批量生产阶段,并获得了联发科电源管理 IC 封测订单。长电科技作为中国大陆的半导体封测厂商,也表示有 FOPLP 技术储备,并在算力芯片相关的大尺寸倒装及晶圆级扇出型封装方面积累了多年量产经验。
不过,FOPLP 目前尚未实现大规模放量。主要原因包括良率未达理想水平以及标准尚未确定。不同制造商的面板尺寸差异较大,导致工具和设备设计难以统一,必须为每种独特的面板尺寸开发定制解决方案。此外,从企业目前选择的常见规格来看,无论是 510x515mm 还是 600x600mm,都还未终确定。