板級封裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)及市場趨勢報告

麥姆斯咨詢：OSAT一直在推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開發(fā)創(chuàng)新解決方案，一種方案便是通過從晶圓和條帶級向更大尺寸的面板級轉(zhuǎn)換，充分利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)和效率的優(yōu)勢。而且板級制造可以利用晶圓級封裝（WLP）和PCB 平板顯示 光伏產(chǎn)業(yè)的專業(yè)知識和基礎(chǔ)設(shè)施。

板級封裝廠商已經(jīng)為規(guī)模量產(chǎn)做好準(zhǔn)備。

產(chǎn)業(yè)為何青睞板級封裝

對更低成本和更高性能的需求，外加OSAT（外包半導(dǎo)體封測廠商）/組裝廠終端客戶不斷要求更低的價格，一直在推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開發(fā)創(chuàng)新解決方案。一種方案便是通過從晶圓和條帶級向更大尺寸的面板級轉(zhuǎn)換，充分利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)和效率的優(yōu)勢。從晶圓級向板級（例如從12英寸晶圓向18 x 24英寸面板）的轉(zhuǎn)換，成本最高可降低50%（如果技術(shù)已經(jīng)完備），良率超過90%。而且，板級制造可以利用晶圓級封裝（WLP）和PCB/平板顯示/光伏產(chǎn)業(yè)的專業(yè)知識和基礎(chǔ)設(shè)施。

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，很多因素正在驅(qū)動板級封裝（PLP）的發(fā)展，推動供應(yīng)鏈各個位置的眾多廠商投入板級基礎(chǔ)設(shè)施。一方面，領(lǐng)先的無晶圓廠商希望OSAT廠商降低高密度扇出型晶圓級封裝（FOWLP）的成本，而采用大尺寸面板似乎是顯著降低封裝價格的關(guān)鍵。事實(shí)上，所有大型OSAT廠商的發(fā)展路線圖上都有扇出型板級封裝（FOPLP）。另一方面，是那些戰(zhàn)略投資、開發(fā)PLP產(chǎn)能并積極推動其應(yīng)用的廠商，這些廠商主要受FOWLP業(yè)務(wù)的成功和宣傳推動，同時也包括：

- 錯過FOWLP（eWLP）早期熱潮的廠商（例如PTI力成科技，ASE日月光）；

- 在基板業(yè)務(wù)中遭受損失，希望開拓一種能夠利用其基板制造經(jīng)驗(yàn)的新業(yè)務(wù)（例如SEMCO三星電機(jī)，Unimicron欣興電子）；

- 已經(jīng)具備面板級工藝經(jīng)驗(yàn)（例如LCD封裝），并相信它們能夠?qū)⑦@些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于PLP（例如NEPES納沛斯）；

- 希望開發(fā)高密度、低成本封裝，以支持其前端芯片業(yè)務(wù)（例如Samsung Electronics三星電子，Intel英特爾）。

板級封裝平臺的市場驅(qū)動因素

供應(yīng)鏈現(xiàn)狀

許多封裝平臺都可以被認(rèn)為是基于面板的封裝，但是，本報告僅將兩類封裝技術(shù)劃為PLP，亦即采用RDL互聯(lián)制造，并在面板級（面板尺寸>300 mm x 300 mm）完成進(jìn)一步組裝的：FOPLP和嵌入式芯片。其中，F(xiàn)OPLP吸引了許多廠商（包括設(shè)備廠商和供應(yīng)商）更高的關(guān)注，因此本報告重點(diǎn)聚焦FOPLP，對FOPLP進(jìn)行了更深入的研究和分析。

PLP設(shè)備供應(yīng)商概覽

很多廠商都已經(jīng)開發(fā)了自己的FOPLP技術(shù)，但是經(jīng)過多年的開發(fā)/驗(yàn)證/出樣，僅有三家廠商將在2018年最終進(jìn)入量產(chǎn)，它們分別是：Powertech Technologies（PTI）、NEPES和SEMCO。NEPES已經(jīng)自2017年開始了小規(guī)模量產(chǎn)。和Deca Technologies 合作的ASE，也已經(jīng)處于先進(jìn)的發(fā)展階段，并將在2019年或2020年實(shí)現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)。各廠商都有自己的業(yè)務(wù)策略，開發(fā)自己的FOPLP技術(shù)（不同的面板尺寸、采用不同的基礎(chǔ)設(shè)施等）。

例如，NEPES主要專注于粗放設(shè)計（>10/10 L/S），目標(biāo)應(yīng)用包括汽車、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)等，很可能不會開拓高密度設(shè)計。另一方面，PTI和SEMCO的長期目標(biāo)則劍指要求8/8或以下L/S的中高端應(yīng)用。同時，Unimicron正在開發(fā)一種業(yè)務(wù)模式，自己制造高密度RDL，進(jìn)一步的組裝則交由OSAT合作伙伴或客戶完成。此外，Amkor（安靠）和JCET/STATS ChipPAC（長電/星科金朋）等主要OSAT廠商目前正處于“靜觀其變”的階段，評估多種選擇，它們預(yù)計在2022年以前都不會進(jìn)入量產(chǎn)。

主要廠商對扇出型板級封裝的準(zhǔn)備情況時間軸

對于PLP，設(shè)備已不再是瓶頸。市場上也有機(jī)臺能夠支持板級封裝中的各種工藝。不過，某些支持高密度板級封裝的機(jī)臺則比較特殊且昂貴。因此，瓶頸在于機(jī)臺成本以及能不能買到。對于某些面板制造工藝（電鍍、物理氣相沉積PVD、模塑、芯片貼裝和劃片等），已有機(jī)臺可用，并可以采用來自PCB、平板顯示或LCD產(chǎn)業(yè)的機(jī)臺。不過，對于其它先進(jìn)封裝（例如光刻等）固有的關(guān)鍵工藝步驟，需要開發(fā)新型、升級的機(jī)臺加工能力以支持這些工藝，如面板上的精細(xì)L/S圖案化、厚膠光刻、面板處理能力、曝光場尺寸和焦深等。過去幾年來，設(shè)備供應(yīng)商一直致力于研發(fā)這些機(jī)臺。

設(shè)備供應(yīng)商正采用各異的策略進(jìn)軍PLP業(yè)務(wù)：并購（例如，Rudolph Technologies基于對AZORES平板顯示面板打印設(shè)備的收購所獲得的技術(shù)，開發(fā)了針對PLP的機(jī)臺）；利用來自其它業(yè)務(wù)的機(jī)臺經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行升級（例如Evatech、Atotech、SCREEN）；從0開始有機(jī)地開發(fā)PLP機(jī)臺（ASM）。此外，某些在FOWLP市場具有強(qiáng)大市場地位的機(jī)臺供應(yīng)商，仍對PLP業(yè)務(wù)持懷疑態(tài)度，因此還在觀望之中（例如 Ultratech、Applied Materials、Lam Research）。

機(jī)臺供應(yīng)商進(jìn)入板級封裝業(yè)務(wù)的策略

板級封裝的技術(shù)挑戰(zhàn)及規(guī)模制造路線圖

FOPLP的廣泛應(yīng)用需要逐步滿足某些標(biāo)準(zhǔn)并克服一些挑戰(zhàn)。這些標(biāo)準(zhǔn)/挑戰(zhàn)意味著大量的資本投入、標(biāo)準(zhǔn)化、多源可用性以及最重要的市場可用性，以確保面板產(chǎn)線的持續(xù)運(yùn)行。在大尺寸面板上也存在技術(shù)挑戰(zhàn)，例如翹曲控制、芯片貼裝精度以及10/10um線寬以下的制造等。

FOPLP規(guī)模應(yīng)用所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)

面板尺寸和組裝工藝的標(biāo)準(zhǔn)化是FOPLP應(yīng)用的最大障礙。各廠商都在使用不同的面板尺寸和基礎(chǔ)設(shè)施（PCB / LCD / WLP / PV / Mix）來開發(fā)自己的工藝，以滿足特定應(yīng)用和客戶的需求。在此背景下，終端用戶很難實(shí)現(xiàn)多源采購。此外，設(shè)備供應(yīng)商需要根據(jù)不同客戶的要求來設(shè)計和制造設(shè)備也較難獲利。

鑒于這些技術(shù)挑戰(zhàn)對良率的不利影響，進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)的FOPLP將支持相對簡單的設(shè)計：>10/10 umL/S，15 x 15mm2封裝尺寸，以及多芯片SiP集成。

扇出型板級封裝量產(chǎn)路線圖

報告涉及的部分公司：AMS, Amicra Microtechnologies, Amkor, Analog Devices, Apple, Applied Materials, Asahi Kasei, ASE, ASM Pacific, AT&S, Atotech, AVX, Besi, Bosch, Canon, CEA-LETI, Continental, Dai Nippon, Daimler, DNP, DYCONEX AG, Dow Electronic Materials, Evatech, EVG Group, Ford, Fujikura, GaN Systems, General Electric, Hanmi, HD Micro/DuPont, Heidelberg Instruments, HighTec EDV System,Huawei, Ibiden, Infineon, Intel, IPDiA, IME A*Star, IMEC, ITRI, IZM Fraunhofer, J-Devices, JSR Micro, Kulicke & Soffa (K&S), Kyocera, Maxim, Merck/AZ EM, Mitsui Kinzoku,Murata Electronics, Nagase, Nanium, NCAP China, Nikon, Nitto Denko, ON Semiconductor, Orbotech, ORC, Panasonic, Powertech Technologies, Qorvo, Qualcomm, Rohm Semiconductor, Rudolph, Sarda Technologies, Schweizer, SCREEN, Shinko, Shin Etsu, STMicroelectronics, SUSS MicroTec, Taiyo Yuden, Tazmo, TCL, TDK-EPCOS, TEL, Texas Instruments (TI), Thales, Towa, TransSiP, Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD. (TOK), TSMC, Shin-Etsu MicroSi, Samsung Electro Mechanics (SEMCO), STATS ChipPAC, Ultratech, Unimicron, USHIO,UTAC, Valeo, Vishay, Yamada…