先進封裝技術(shù)是高性能芯片的重要基礎(chǔ)之一。在過去幾年中,扇出型封裝是成長最為快速的先進封裝技術(shù),其發(fā)展受到了業(yè)界的關(guān)注。扇出型封裝又分為扇出型晶圓封裝(FOWLP)以及扇出型板級封裝(FOPLP),扇出型晶圓封裝已經(jīng)被許多消費電子產(chǎn)品所采用,扇出型板級封裝也即將進入到量產(chǎn)階段。
FOPLP被視為是延伸FOWLP、并可高整合度IC封裝的突破性技術(shù)。FOPLP可通過更大面積的方型載板來提高生產(chǎn)效率,成本比FOWLP更具競爭力,所以引起了市場的重視。
5G時代下的FOPLP市場情況
就最新的情況來看,5G和AI的到來,推動了手機、電腦、汽車以及物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域的發(fā)展。從手機方面來看,由于5G的發(fā)展促生了大量IC需求,在此期間,封裝技術(shù)也在5G的推動下發(fā)生了演進,越來越多的IC會采用扇出型封裝。透過扇出型封裝可將不同的IC整合在一起,從而提高整體的效率。
5G、AI和IoT的發(fā)展,也同樣推動了對扇出型板級封裝的需求。根據(jù)Yole的報告,扇出型板級封裝未來全球5年的年復(fù)合成長率可高達30%,2024年全球產(chǎn)值預(yù)期可達457百萬美元。此外,還有報告分析稱,如果FOPLP能夠進入到量產(chǎn)階段,就會使先進封裝的成本就會有所下降,而這將沖擊FOWLP的市場的份額。
原由FOWLP所占有的中低端市場,可能會首先轉(zhuǎn)向FOPLP。根據(jù)Manz資深銷售處長簡偉銓介紹,未來將會出現(xiàn)越來越多的異質(zhì)整合IC,F(xiàn)OPLP技術(shù)可通過微細銅重布線路層(RDL) 連結(jié)的方式將這些芯片整合在單一封裝體中,從而實現(xiàn)更高密度重布線層(RDL)、更精細線寬/線距,達到與采用FOWLP封裝技術(shù)一樣的效果。在此基礎(chǔ)上,F(xiàn)OPLP具有顯著的成本及效能優(yōu)勢(FOWLP面積使用率較低<85%,F(xiàn)OPLP面積使用率>95%),這也是未來FOPLP可與FPWLP進行競爭的優(yōu)勢之一。簡偉銓表示:“如今的扇出封裝一般是將芯片封裝在200或300毫米的圓形晶圓內(nèi),而未來扇出型板級封裝將在500毫米或600毫米的方形晶圓中進行,兩者之間在可使用面積、可封裝面積的使用率上相差4倍之多。由此成本的原因,會使得越來越多的異質(zhì)整合IC,選擇扇出型板級封裝。”
根據(jù)這種市場趨勢,也有一些廠商開始涉足FOPLP領(lǐng)域。根據(jù)麥姆斯咨詢?nèi)ツ臧l(fā)布的報告顯示,三星電機、力成科技、日月光(ASE/Deca)和納沛斯(Nepes)現(xiàn)正在利用現(xiàn)有設(shè)施和工藝能力,投資面扇出型板級封裝技術(shù),以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。但就當(dāng)前形勢來看,由于良率的限制,只有三星電機和力成能夠啟動量產(chǎn)。
簡偉銓強調(diào),雖然FOPLP還未出現(xiàn)明顯的市場規(guī)模,但其成本效益相當(dāng)誘人,面對未來可能持續(xù)擴大的下游IC市場。
發(fā)展FOPLP所面臨的挑戰(zhàn)與機會
在技術(shù)上,F(xiàn)OPLP要面臨著漂移的問題、熱翹曲以及工藝平臺檢測等問題。除此之外,尺寸、制程等細節(jié)還尚未有共同的標準,整體FOPLP制程設(shè)備也有著非常高的定制化需求,因此,也為FOPLP的量產(chǎn)化制造了難度。這些都是FOPLP發(fā)展階段的挑戰(zhàn)。
FOPLP的發(fā)展為相關(guān)設(shè)備和材料帶來了新的機遇。針對FOPLP發(fā)展的需求,2017年Manz就宣布跨入半導(dǎo)體領(lǐng)域,為扇出型板級封裝提供各式相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備解決方案。Manz結(jié)合自身30多年化學(xué)濕法制程設(shè)備的自主研發(fā)能力,掌握了先進封裝的關(guān)鍵黃光制程、電鍍等設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)高密度重布線層等自身優(yōu)勢。其中,RDL是實現(xiàn)FOPLP的重要環(huán)節(jié):
Manz掌握的RDL電鍍及銅蝕刻技術(shù)的獨特優(yōu)勢如下:
開創(chuàng)業(yè)界無治具垂直電鍍線,具備優(yōu)異的電鍍均勻性(>90%)及填孔能力(孔徑小于20um)
直電鍍銅線不需使用治具,減少維修成本
模塊化設(shè)計操作及維護具備便利性
適用于不同基板:FR4銅箔基板、鋼板及玻璃基板。其中玻璃基板的應(yīng)用,可讓計劃跨入先進封裝領(lǐng)域的顯示器面板制造商,補足其對于在線性電鍍的工藝經(jīng)驗
銅蝕刻線:Manz的裝備具有化學(xué)藥液和工藝的最佳結(jié)合,可確保完全去除銅種子層并有選擇性地進行銅蝕刻,銅蝕刻均勻性達93%.
以Manz 軟硬件的整合實力,可提供傳輸設(shè)備及CIM系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacture-計算機制程整合)為進一步走向工業(yè)4.0
Manz與佛智芯合作,助力FOPLP發(fā)展
全球FOPLP都處于待發(fā)展的階段,我國本土的一些廠商也抓住了這一時機。為了促進國內(nèi)FOPLP產(chǎn)線的落地,佛智芯與Manz進行了合作。
佛智芯是半導(dǎo)體創(chuàng)新中心依托中科院微電子所、廣東工業(yè)大學(xué)省部共建精密電子制造技術(shù)與裝備國家重點實驗室資源,并匯聚了華進半導(dǎo)體、安捷利、上達電子、豐江微電子在內(nèi)的17個企業(yè)和高校科研機構(gòu)共同成立的。佛智芯副總經(jīng)理林挺宇博士介紹,佛智芯成立的目的是通過開發(fā)低成本大板級扇出型封裝新型工藝,推進國內(nèi)首條板級扇出型封裝示范線建設(shè),為板級扇出設(shè)備、工藝、材料改進及升級換代提供有力參考依據(jù)。
林挺宇表示:“由于FOPLP的尺寸和工藝標準尚未規(guī)范,通過佛智芯FOPLP示范線的建立,可以提前發(fā)現(xiàn)一些問題,從而能夠幫助相關(guān)企業(yè)更快地實現(xiàn)量產(chǎn)。”
根據(jù)啟信寶的消息顯示,華進半導(dǎo)體也是佛智芯的股東之一。據(jù)林挺宇介紹,華進半導(dǎo)體很早就參與到了FOPLP的發(fā)展中來。如果佛智芯FOPLP示范產(chǎn)線建成,將有利于國內(nèi)相關(guān)封測廠商發(fā)展FOPLP業(yè)務(wù)。同時,林挺宇還表示,由于國內(nèi)封測企業(yè)所經(jīng)營的產(chǎn)品有所區(qū)別,所以在發(fā)展FOPLP業(yè)務(wù)時,這些企業(yè)之間暫時不會處于競爭的關(guān)系,而是一種互補的關(guān)系。
根據(jù)佛智芯發(fā)展FOPLP的計劃中看,在今年第3季度,所有的裝備將進入佛智芯的廠房,在第4季度所有的設(shè)備將能聯(lián)動起來。在尺寸上,公司計劃以300×300為突破點,在一兩年內(nèi)切換到600×600上。林挺宇表示:“FOPLP首先要實現(xiàn)300×300封裝,達到與現(xiàn)在扇出型晶圓級封裝的同等水平。在這一過程中,佛智芯將在材料和設(shè)備上進行規(guī)范,以便能夠更好地向前發(fā)展。從效應(yīng)角度上看,F(xiàn)OPLP在600×600板級上將凸顯優(yōu)勢。”同時,林挺宇也強調(diào)了,佛智芯旨在為能夠量產(chǎn)的企業(yè)提供total solution,按照計劃,佛智芯將在明年初能夠為產(chǎn)業(yè)提供相關(guān)解決方案。
根據(jù)佛智芯的發(fā)展規(guī)劃中看,設(shè)備對于FOPLP的發(fā)展至關(guān)重要。此次,佛智芯選擇了與Manz聯(lián)手同圖國內(nèi)FOPLP產(chǎn)線的落地。佛智芯方面表示,Manz在FOPLP領(lǐng)域中積累了多年的經(jīng)驗,在對接過程中,Manz能夠更加清楚FOPLP設(shè)備的痛點,從而能夠提供更加完善的解決方案。
據(jù)悉,Manz此次交付于佛智芯的裝備線,包括了為其工藝開發(fā)中心導(dǎo)入黃光制程設(shè)備。據(jù)介紹,該設(shè)備的導(dǎo)入完善了佛智芯在公共服務(wù)平臺中至關(guān)重要的設(shè)備驗證環(huán)節(jié),可以讓不同的客戶依據(jù)其制程及材料在裝備線得到產(chǎn)前打樣驗證,以此推動封裝領(lǐng)域中制造成本相對較低的扇出型板級封裝產(chǎn)業(yè)化解決方案。
根據(jù)此前的報道顯示,大板級扇出型封裝示范線預(yù)計在2019年下半年開始運作。同時為了使該條示范線得到更充分的利用,佛智芯還推出了多種運營模式以助力國內(nèi)FOPLP的發(fā)展:
示范線將依托設(shè)備開放成果及封裝成套技術(shù),為產(chǎn)業(yè)界提供封裝和測試服務(wù);
將開發(fā)如汽車雷達、智能家居、消費電子等固定產(chǎn)品,并可為中小企業(yè)直接提供此類產(chǎn)品的小規(guī)模封裝代工量產(chǎn)服務(wù);
將提供封測材料的評估驗證服務(wù),包括工藝評估、可靠性評估以及小批量量產(chǎn)評估等服務(wù)。
責(zé)任編輯:tzh
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