傳統(tǒng)上，半導(dǎo)體的工藝演進(jìn)只看制造環(huán)節(jié)，但伴隨平面微縮技術(shù)接近物理極限，封裝技術(shù)在先進(jìn)工藝發(fā)展中的作用越來越大。由于技術(shù)門檻和附加值相對較低，封裝測試環(huán)節(jié)最早從芯片加工制造過程中被剝離，成為獨(dú)立子行業(yè)，這就是封裝測試業(yè)被簡稱為OSAT（外包封測業(yè)務(wù)，Outsourced Semiconductor Assembly and Test）的原因，其重心也最早從歐美轉(zhuǎn)移到亞洲地區(qū)。
傳統(tǒng)上，半導(dǎo)體的工藝演進(jìn)只看制造環(huán)節(jié)，但伴隨平面微縮技術(shù)接近物理極限，封裝技術(shù)在先進(jìn)工藝發(fā)展中的作用越來越大。
“釣到了一條大魚”
在2019中國封裝測試技術(shù)與市場年會上，中國工程院許居衍院士就指出，經(jīng)典2D縮放已經(jīng)“耗盡”現(xiàn)有的技術(shù)資源，由于復(fù)雜SoC投入大、風(fēng)險高、開發(fā)周期長，單純依靠平面工藝尺寸微縮來實現(xiàn)性能翻番的方法已經(jīng)失靈。三維集成，尤其是三維異質(zhì)集成，成為當(dāng)前最受關(guān)注的提高集成度的技術(shù)方向。
中芯國際聯(lián)席首席執(zhí)行官趙海軍也表示，摩爾定律紅利剩下的節(jié)點(diǎn)不多了，但系統(tǒng)復(fù)雜度需求仍將按原來的軌道繼續(xù)走下去。方法就是把增加的部分放到另外的芯片中去，然后疊拼起來，采用系統(tǒng)封裝方式來增加集成度。
趙海軍進(jìn)一步指出，由于先進(jìn)工藝技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線成本太高，把一個大芯片分成幾個小芯片來生產(chǎn)以后，在封裝層面上實現(xiàn)系統(tǒng)集成，可以讓成品率大幅度提高，提前完成升級換代。
封裝成為撬動集成度演進(jìn)的新支點(diǎn)，從主要廠商的投入程度也可以看出來。近日，英特爾就在中國召開媒體會，罕見地專門介紹其先進(jìn)封裝技術(shù)，并將封裝作為六大支柱技術(shù)之一的一部分。通過封裝級集成和SoC分解，在封裝層面實現(xiàn)更好的PPA（功耗、性能、面積），從而延續(xù)摩爾定律。
而全球晶圓代工龍頭臺積電，在張忠謀退而復(fù)出之際，就開始籌劃進(jìn)入封裝領(lǐng)域，而封裝成為與三星爭奪蘋果手機(jī)處理器訂單的勝負(fù)手。“工藝那么落后，有什么好做的？”亞智科技股份有限公司資深銷售處長簡偉銓告訴探索科技（techsugar），最開始臺積電內(nèi)部并不看好封測項目，但真正做進(jìn)去以后，發(fā)現(xiàn)封裝技術(shù)對先進(jìn)工藝的支撐不容小覷，“我們釣到了一條大魚”。
多方獲益的面板級扇出型封裝
幫助臺積電釣到大魚的技術(shù)，就是晶圓級扇出封裝（FO-WLP），臺積電稱之為InFO(整合型扇出封裝，Integrated Fan-out)。
據(jù)亞智科技股份有限公司資深技術(shù)經(jīng)理鄭海鵬介紹，扇出型封裝最早由飛思卡爾（現(xiàn)恩智浦）在2007年引入量產(chǎn)，飛思卡爾的扇出型封裝被命名為RCP，即芯片重組封裝（RCP，Redistributed Chip Package），是系統(tǒng)級封裝的一種。英飛凌、英特爾等整合元件制造商（IDM）也隨后推出類似的封裝，日月光、長電等封測廠商則更晚一點(diǎn)推出類似封裝。
由于良率和成本的問題，早期扇出型封裝的市場接受度并不高，扇出型封裝真正開始火爆是在臺積電2016年量產(chǎn)InFO以后。利用InFO，臺積電將 16 納米邏輯 SoC 芯片和 DRAM 芯片做整合，達(dá)到了功耗低、體積小、散熱佳、頻寬高的效果，并于當(dāng)年拿下蘋果手機(jī)處理器的全部訂單。
在先進(jìn)封裝技術(shù)上嘗到甜頭的臺積電一發(fā)不可收，繼續(xù)加大制造工藝與封裝工藝的聯(lián)合研發(fā)，據(jù)供應(yīng)鏈消息，現(xiàn)在臺積電最先進(jìn)的7納米制程芯片，其封裝指定只能在臺積電工廠生產(chǎn)。
晶圓級扇出封裝，非常適合臺積電這種代工企業(yè)，因為可以利用舊晶圓制造產(chǎn)線來改造成封裝制造產(chǎn)線（在晶圓上做封裝），但封測企業(yè)則需要較大投入。產(chǎn)業(yè)界還在開發(fā)的一種扇出型封裝技術(shù)，即面板級扇出封裝（FO-PLP，F(xiàn)an-Out Panel Level Package）。
顧名思義，面板級扇出封裝利用面板設(shè)備來做封裝，相比晶圓級扇出封裝，具有成本低、面積使用率高（生產(chǎn)效率高）等特點(diǎn)。不像半導(dǎo)體制造中舊工藝仍有客戶使用，由于小尺寸平面顯示器市場需求已經(jīng)極度萎縮，面板廠已經(jīng)開始將小尺寸產(chǎn)線淘汰，但是這些小尺寸面板生產(chǎn)線，可以通過生產(chǎn)面板級扇出封裝，繼續(xù)發(fā)揮余熱。對面板廠商而言，這是有益無害的嘗試。
鄭海鵬還表示，由于扇出型封裝都不需要底板，PCB廠商不免擔(dān)心被擠出系統(tǒng)級封裝市場。有了面板級扇出封裝，PCB廠商也可以通過技術(shù)改造和設(shè)備升級，快速跨入先進(jìn)封裝市場。
而對傳統(tǒng)封測廠而言，投資FOPLP產(chǎn)線的成本，也相對更低。
舊市場的擴(kuò)充，新技術(shù)的導(dǎo)入
作為總部在德國的設(shè)備廠商，亞智的優(yōu)勢是在光伏、面板和PCB市場，在封測領(lǐng)域是地道的新人。當(dāng)被問到為何會進(jìn)入封測設(shè)備市場，簡偉銓解釋，目前亞智在封測領(lǐng)域的嘗試會集中在面板級扇出封裝上，而在這個方向，亞智之前在面板領(lǐng)域和PCB領(lǐng)域的經(jīng)驗都可以借鑒。
“這是舊市場的擴(kuò)充，與新技術(shù)的導(dǎo)入”，鄭海鵬認(rèn)為，面板級扇出封裝是新技術(shù)，但扇出封裝市場已經(jīng)被培育起來，所以只要技術(shù)開發(fā)順利，量產(chǎn)以后并不用擔(dān)心市場需求。鄭海鵬還表示，與晶圓級扇出封裝相比，面板級扇出封裝，將會集中在相對中低端的應(yīng)用，高端高性能扇出型封裝，還是會采用晶圓級封裝。
目前已經(jīng)有三星等廠商在嘗試面板級扇出封裝，但簡偉銓認(rèn)為，面板級扇出封裝真正在市場上有良好表現(xiàn)，還要等三五年。“市場對新技術(shù)有一個接受期，就像OLED，最早推出OLED技術(shù)的廠商，并未在市場上取得先機(jī)。”
新技術(shù)的引入，也許走錯方向，最終銷聲匿跡；也許突破障礙，成長為市場上不可忽視的力量；甚至一飛沖天顛倒陰陽，改變了原有格局。不管哪種方式，技術(shù)發(fā)展史總是難易相間、陰陽交織地螺旋式上升，循環(huán)往復(fù)，以至無窮。
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