FOPLP能否成为半导体封装的“破局者”?

随着摩尔定律逐渐接近极限，从晶圆代工厂、封装厂、IDM公司以及IC设计公司，都开始将先进封装技术作为突破摩尔定律的一个方向。其中，扇出型面板级封装（FOPLP），作为先进封装技术的一个重要分支，引起业界广泛关注，一些大厂也在积极布局这一先进封装技术分支。

什么是FOPLP？其具有哪些优势？

FOPLP是基于重布线层（RDL）工艺，通过在方形大尺寸面板上重新布局芯片，以实现高密度互连，可集成多芯片、无源元件及复杂互连。它具有超越传统封装的灵活性、扩展性和经济效益。

（图源：日月光）

FOPLP技术凭借高面积利用率，极大减少了材料浪费，并能在单一制程中批量处理芯片，极大提升封装效率及成本效益，形成规模经济优势。与FOWLP技术相比，FOPLP的面积使用率高达95%，远高于FOWLP的85%。这意味着，在相同面积下，FOPLP的面板能比12英寸晶圆多容纳1.64倍的芯片。

同时，随着基板面积的增加，芯片制造成本逐渐下降。从200mm过渡到300mm大约能节省25%的成本，而从300mm过渡到板级封装，则能节约高达66%的成本。

此外，FOPLP依托精密的RDL工艺，可实现芯片间（D2D）的高速、高密度互连，这一特质对于AI计算至关重要，确保了庞大数据流的无缝传输与高效处理。

大厂纷纷布局FOPLP技术

作为代工领域的老大，台积电在先进封装领域的实力也不容小觑。随着AI热潮来袭，其CoWoS先进封装技术供不应求，它也成为台积电未来几年重要的营收增长点之一。

台积电在积极扩产CoWoS的同时，也在开发新一代的先进封装技术——CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）。CoPoS与FOPLP类似，也采用大型面板基板进行封装。但两者还存在一些差异。FOPLP是一种不需要中介层的封装方法，芯片直接重新分布在面板基板上，并通过重分布层（RDL）互连。而CoPoS则引入了中介层，从而可以实现更高的信号完整性和稳定的功率传输，对于集成GPU和HBM芯片的高端产品来说效果更好。

台积电计划2026年建造一条CoPoS试点生产线，2027年将重点改进工艺，以便满足合作伙伴的要求。2028年年底至2029年年初实现CoPoS的量产工作，台积电位于中国台湾嘉义的AP7工厂将成为CoPoS先进封装技术的生产中心。

封测大厂日月光也在近几年积极布局面板级封装技术领域。据悉，日月光已在高雄拥有一条量产的300X300mm面板级封装产线。今年2月，日月光宣布投资2亿美元，在高雄设立新的面板级扇出型封装量产线，研发试产规格为600X600mm，并计划在2025年底试产，预计明年开始送样给客户进行认证。增加对于面板级封装技术领域的投资，也反应了日月光想要进一步提升其在先进封装技术领域的竞争力和市场份额。

在FOPLP领域，三星可以说是引领者。2018年，三星电机就为三星Galaxy Watch推出了具有扇出型嵌入式面板级封装（ePLP）PoP技术的APE-PMIC设备。2019年，三星收购了三星电机FOPLP业务。2023年，三星旗下负责半导体业务的DS部门的先进封装（AVP）业务团队开始研发将FOPLP技术用于2.5D芯片封装上。

但三星与台积电在基板材料的选择上产生了分歧。据台媒DigiTimes去年年底的报道，三星坚持使用塑料基板，而台积电则积极探索玻璃基板的应用。三星继续沿用塑料是因为其具备成本效益、柔韧性好且制造工艺成熟等优势。而台积电则选择探索玻璃面板是因为，相比塑料，玻璃面板拥有更优异的热稳定性和平整度，并有潜力实现更紧密的互连间距。可以说，两种基板材料各有优劣，最终还需市场进行检验。

目前，大陆的很多封装厂商也已经入局FOPLP领域，如华润微电子、成都奕斯伟、中科四合等，有些已经具备生产或量产能力。

FOPLP发展面临的挑战

虽然，各方都在积极布局FOPLP领域，也看好其未来的发展前景。但FOPLP想要取得长足的发展，还面临着一些挑战。首先，面板尺寸和组装工艺未能标准化是FOPLP应用的最大障碍。目前，各家厂商的面板尺寸各成一派，已经有300X300mm、510mmX415mm、515mmX510mm、600mmX600mm、615X625mm、620mmX750mm、700mmX700mm、800X600mm、800X800mm等规格。

大的面板尺寸虽然会带来成本优势，但也会带来基板翘曲的问题，会影响到精度和良率等问题。此外，FOPLP还需解决大面积RDL形成、焦深裕度（DoF margin）、芯片位移，以及微粒控制等技术挑战。

写在最后

在摩尔定律渐近极限的当下，FOPLP技术以其显著的面积利用效率、潜在的巨大成本优势和面向高密度互连的精密能力，成为半导体行业突破物理瓶颈的重要路径。

据分析机构Yole Group数据显示，2022年FOPLP的市场空间大约是11.8亿美元，预计到2026年将增长到43.6亿美元。可以预见，FOPLP技术具备巨大的成长潜力。目前，FOPLP技术已初步形成商业化，随着更多先进企业的加入，有望加速FOPLP技术的发展与市场扩张。未来，随着材料创新与工艺协同的持续突破，FOPLP或将重塑半导体封装的产业格局。

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