臺積電CoWoS產能不夠，這種封裝技術熱潮或提前被引爆

為緩解CoWoS先進封裝產能吃緊問題，供應鏈透露，英偉達（NVIDIA）正規(guī)劃將其「地表最強AI芯片」GB200提早導入面板級扇出型封裝（FOPLP），從原訂2026年提前到2025年，提前引爆面板級扇出型封裝商機。

外資最新報告也證實相關信息，并點出英偉達GB200超級芯片供應鏈已經啟動，目前正在設計微調和測試階段，商機一觸即發(fā)。

外資最新報告預估，從CoWoS先進封裝產能研判，今年下半年估計將有42萬顆GB200送至下游市場，明年產出量上看150萬~200萬顆。

整體來看，在CoWoS產能供不應求的趨勢下，擴產速度跟不上需求的腳步，業(yè)界預期將讓同樣是先進封裝的面板級扇出型封裝，成為紓解AI芯片供應的利器。

當前FOPLP技術指標弱于臺積電的CoWoS，但其潛在優(yōu)勢是容納更多的IO數、成本更低、存在產能突破瓶破的可能性。


什么是FOPLP（扇出面板級封裝）技術？

扇出面板級封裝是基于重新布線層（RDL）工藝，將芯片重新分布在大面板上進行互連的先進封裝技術，能夠將多個芯片、無源元件和互連集成在一個封裝內。FOPLP與傳統(tǒng)封裝方法相比，提供了更大的靈活性、可擴展性和成本效益。

扇出型面板級封裝可以理解為扇出晶圓級封裝的延伸，是在多晶粒集成的需求，加上進一步降低生產成本的考量下，所衍生而出的封裝技術。

因此，扇出型板級封裝具備顯著的效能提升和成本降低優(yōu)勢。其高面積利用率有效減少了浪費，同時能夠在一次封裝過程中處理更多的芯片，顯著提高了封裝效率，形成強大的規(guī)模效應，從而具有極強的成本優(yōu)勢。

據Yole的報告顯示，FOWLP（扇出型晶圓級封裝）技術的面積使用率<85%，FOPLP面積使用率>95%，這使得300mmx300mm的面板比同尺寸12英寸的晶圓可以多容納1.64倍的die，這導致生產過程中生產速率的差異。

同時，隨著基板面積的增加，芯片制造成本逐漸下降。從200mm過渡到300mm大約能節(jié)省25%的成本，而從300mm過渡到板級封裝，則能節(jié)約高達66%的成本。

綜合FOPLP的各項優(yōu)勢來看，英偉達、AMD、英特爾等AI芯片大廠導入扇出型面板級封裝，除了希望借此緩解CoWoS先進封裝產能吃緊，導致AI芯片供應不足的問題之外。

另一方面，主流廠商也試圖嘗試利用FOPLP封裝技術降低成本，彌補先進制程芯片研發(fā)和制造成本不斷上升的困難。


FOPLP產業(yè)進程

全球方面，三星是FOPLP技術絕對的引領者。

在2018年，三星在其Galaxy手表上采用了扇出型面板級封裝APE-PMIC，這是FOPLP的全球首次量產。

日月光也是最早布局FOPLP技術的廠商，其于2019年完成產線建置，2020年量產，應用于RF、FEM、Power和Server領域。

但總體來說，目前FOPLP產業(yè)的發(fā)展尚處于早期階段，受到良率、供應鏈不完善、設備研發(fā)、標準化問題、散熱等多重挑戰(zhàn)。

目前，在中國臺灣地區(qū)封測廠當中，力成布局面板級扇出型封裝腳步最快，該公司為搶進高階邏輯芯片封裝，已通過旗下竹科三廠全面鎖定面板級扇出型封裝和TSV CIS（CMOS圖像傳感器）等技術，強調通過扇出型封裝，可進行異質整合IC。

力成先前曾說，正向看待面板級扇出型封裝時代帶來的商機，且與晶圓級扇出型封裝相較，面板級扇出型封裝產出的芯片面積多了2~3倍。

面板大廠群創(chuàng)則看好2024是集團跨足半導體的「先進封裝量產元年」，扇出型面板級封裝產品線一期產能已被訂光，并規(guī)劃于今年第三季度量產出貨。

群創(chuàng)董事長洪進揚強調，先進封裝技術（PLP）通過重布線（RDL）連接芯片，滿足要求高可靠度、高功率輸出且高質量的封裝產品，取得國際一線客戶的封裝制程與信賴性認證，良率也獲得客戶肯定，今年即可量產。

在頭部大廠的帶動下，中國大陸扇出面板級封裝廠商正在乘勝追擊，已經量產或具備生產能力。

中科四合：深圳中科四合致力于為AI、通信、汽車、工業(yè)、消費類等多個領域提供高性能、高可靠性的功率芯片及模組解決方案。中科四合是國內最早將大板級扇出封裝（FOPLP）技術量產于功率芯片/模組的供應商之一，公司產品涵蓋多種二極管、MOSFET、GaN、電源模組等功率芯片/模組。中科四合在深圳龍華區(qū)和廈門海滄區(qū)均設有制造工廠，2017年已規(guī)模量產。針對功率芯片及模組產品定義，中科四合基于基板濕法工藝全新開發(fā)了一套板級扇出封裝工藝和生產線，可實現低成本、高散熱、大電流、三維集成、低寄生參數的功率芯片/模組解決方案。

奕成科技：奕成科技是國內板級高密封裝技術領域的領先者，主要從事板級系統(tǒng)封測集成電路業(yè)務，載板尺寸為510mmx 515mm，技術平臺可對應2D FO、2.xD、3D PoP、Embedded Die四大板級系統(tǒng)集成技術方案，在芯片偏移控制、翹曲度、RDL等核心工藝指標上已達行業(yè)領先水準。2023年4月，奕成科技高端板級系統(tǒng)封測集成電路項目點亮投產，標志著其首座板級高密系統(tǒng)封測工廠正式進入客戶認證及批量試產階段。

矽磐微電子：華潤微電子于2018年成立矽磐微電子（重慶）公司從事面板級封裝業(yè)務，面板級封裝技術有效解決了Chiplet封裝成本高昂的問題，更適用于功率類半導體封裝異構集成化。

矽邁微電子：合肥矽邁微電子建成了國內首條具備量產能力的基板扇出封裝生產線，并率先完成工藝開發(fā)，客戶認證和試驗量產，量產產品包括電源管理類，射頻類，系統(tǒng)模塊等。

佛智芯微電子：廣東佛智芯微電子結合現有半導體制程工藝設備和后道載板制程工藝裝備的優(yōu)勢，打造了半加成法扇出封裝先進的線路創(chuàng)成工藝（i-FOSATM），具備工藝先進 、成本合理、供應鏈安全的特性，建設國內首條高性價比板級扇出型封裝研發(fā)線和示范線，旨在打通Chip-First、Chip-Last、3D/SiP核心工藝。同時，為增加板級封裝技術創(chuàng)新與合作，佛智芯通過建立“板級扇出封裝創(chuàng)新聯(lián)合體”，打造產業(yè)鏈共性平臺，聯(lián)合體成員包含亞智、華為、華進等40多名國內外企業(yè)。

天芯互聯(lián)：天芯互聯(lián)為深南電路全資子公司，同樣擁有FOPLP平臺，為客戶提供高集成小型化的半導體器件模組封裝解決方案和半導體測試接口解決方案。

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此外，扇出型面板級封裝發(fā)展還需要更多廠商的參與和投入。


先進半導體封裝技術趨勢誰來驅動？

與單片IC相比，先進半導體封裝有助于加快產品上市并降低成本。先進互連技術則可以提供低功耗、低延遲和高帶寬連接，同時使集成電路良率更高，系統(tǒng)性能更好，還可以在同一封裝中異構集成不同的硅IC或組件。

HPC芯片集成是推進先進封裝的一大動力。處理器-內存差需要提高內存帶寬來彌合，2.5D封裝的HBM可以做到這一點。新興的Al訓練HPC也需要更多帶寬，在邏輯上3D堆疊SRAM可進一步提升帶寬，堆疊也能繼續(xù)縮小3D鍵合間距，滿足更高的帶寬要求。

由于HPC先進封裝的互連長度很短，將存儲器3D堆疊在邏輯之上或反之亦然，這被認為是實現超高帶寬的最佳方法。不過，其局限性包括邏輯IC中用于功率和信號的大量硅通孔（TSV）需要大量占位面積，管理邏輯IC存在高散熱問題。

針對這些問題，發(fā)展路徑有兩條：一是利用TSV實現3D堆疊，主要用于存儲器，使邏輯IC的I/O數量減少；二是開發(fā)2.5D封裝技術，以有效耗散來自暴露的邏輯IC的熱量。這些短期解決方案可在充分實現3D堆疊的潛力之前實現同構和異構集成。

另一大動力是數據中心服務器加速器，包括GPU小芯片封裝（如GPU+GPU、GPU+Cache）、GPU+HBM集成（GPU+HBM）、FPGA小芯片集成等。2022年，相關封裝單元的出貨量為1920萬個，根據預測，到2034年將超過2022年七倍以上。