電車時(shí)代，汽車芯片需要的另一種先進(jìn)封裝

集微網(wǎng)消息，汽車電子是時(shí)下芯片行業(yè)為數(shù)不多的增量市場，且有望接替智能手機(jī)，成為下一波芯片行業(yè)發(fā)展浪潮的主要推動(dòng)力。

傳統(tǒng)汽車向智能電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)型需經(jīng)歷“新四化”的變革過程，即電動(dòng)化、智能化、聯(lián)網(wǎng)化和共享化?！靶滤幕闭偈箚诬嚨男酒昧亢统杀敬蠓仙瑐鹘y(tǒng)汽車單臺(tái)芯片成本約300美元，而電動(dòng)汽車的單臺(tái)芯片成本為600美元，L3及以上級(jí)別的單臺(tái)芯片成本則超過1000美元，部分達(dá)2000美元以上。

汽車芯片市場不斷增長的同時(shí)，“新四化”也對汽車芯片本身提出了更高要求，例如主控芯片需要更高的算力，功率器件和MCU需要更低功耗和更高可靠性等。為滿足這些要求，先進(jìn)封裝技術(shù)正成為汽車芯片的主流選擇。

另一種先進(jìn)

提及先進(jìn)封裝，臺(tái)積電的CoWoS和InFO、三星的X-Cube以及英特爾的EMIB等晶圓級(jí)封裝是如今最為人所熟知的方案。在Chiplet熱潮的帶動(dòng)下，這些晶圓級(jí)封裝技術(shù)扶持著逼近極限的摩爾定律繼續(xù)向前，巨大的市場機(jī)遇面前，傳統(tǒng)的封測廠商也開始鉆研晶圓級(jí)技術(shù)，意圖分一杯羹。

然而，所謂的先進(jìn)封裝技術(shù)是指某個(gè)時(shí)期的技術(shù)體系革新，不應(yīng)僅僅局限于高端芯片和先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用。如果晶圓級(jí)封裝用來“瞻前”，那么也需要有另一種先進(jìn)封裝技術(shù)用來“故后”。在近期剛剛結(jié)束的Semicon China 2023上，Manz集團(tuán)（亞智科技）帶來的FOPLP整廠解決方案，或許正是先進(jìn)封裝技術(shù)“故后”的最佳選擇之一。

Manz集團(tuán)亞洲區(qū)研發(fā)部協(xié)理李裕正博士在接受集微網(wǎng)采訪時(shí)，便以汽車芯片為例提到了傳統(tǒng)封裝技術(shù)所面臨的問題，和板級(jí)封裝技術(shù)帶來的機(jī)遇。

一臺(tái)智能電動(dòng)汽車可能需要用到1000~2000顆芯片，其中大部分芯片都是電源控制、IGBT和MOSFET等電源類器件。汽車上的電源類器件過去通常采用wire bond（打線）的封裝方式，但近年來這種傳統(tǒng)技術(shù)正逐漸面臨瓶頸，汽車芯片廠正尋求新的先進(jìn)封裝技術(shù)以縮短線路路徑，增強(qiáng)線路導(dǎo)電性等。因此，F(xiàn)C、BGA、板級(jí)Fan-out和晶圓級(jí)Fan-out等技術(shù)開始進(jìn)入汽車芯片廠商的視野。

不過，隨著整車廠在價(jià)格上的內(nèi)卷越來越嚴(yán)重，汽車芯片廠也不得不順應(yīng)趨勢，對成本控制也開始越發(fā)嚴(yán)苛。李博士表示，在FC、BGA、板級(jí)Fan-out（FOPLP）和晶圓級(jí)Fan-out（FOWLP）中，板級(jí)Fan-out封裝相比FC、BGA以及晶圓級(jí)Fan-out封裝都有著不同程度的成本優(yōu)勢，甚至比傳統(tǒng)的QFN封裝方案還要低20%，因此在汽車芯片從傳統(tǒng)封裝切換至先進(jìn)封裝方案時(shí)，板級(jí)Fan-out技術(shù)有望捕獲更多的市場機(jī)會(huì)。

目前，F(xiàn)an-out封裝在整個(gè)先進(jìn)封裝的市場規(guī)模中所占份額僅有10%，板級(jí)方案又僅占整個(gè)Fan-out市場的10%，未來還擁有巨大的增長空間。

如何滲透

板級(jí)Fan-out封裝的市場成長性是可以預(yù)見的，但如何才能快速滲透需要Manz集團(tuán)等參與者共同考慮。在李博士看來，推動(dòng)板級(jí)Fan-out技術(shù)發(fā)展既需要選擇對方向，又要努力做好技術(shù)產(chǎn)品的打磨。同時(shí)，選擇比努力更重要。

作為推動(dòng)板級(jí)Fan-out封裝發(fā)展主要力量，Manz集團(tuán)既要努力保持技術(shù)和產(chǎn)品的領(lǐng)先，也要選擇最優(yōu)的目標(biāo)客戶和市場。在晶圓級(jí)封裝擁有得天獨(dú)厚優(yōu)勢的晶圓代工廠對板級(jí)封裝無感，傳統(tǒng)封測廠也僅對承接外溢的晶圓級(jí)封裝需求有興趣，因此這兩類客戶都不會(huì)是板級(jí)Fan-out技術(shù)的主要玩家。而得益于汽車上的大量電源類芯片對板級(jí)Fan-out封裝的現(xiàn)實(shí)需求，李博士認(rèn)為，汽車芯片客戶將是Manz集團(tuán)推動(dòng)該技術(shù)滲透的最佳選擇。

隨著汽車芯片市場競爭愈發(fā)激烈，汽車芯片IDM廠商越來越期待利用板級(jí)Fan-out封裝技術(shù)提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品成本。而且這些公司本身大多數(shù)都有自己的封測廠，無論從決策層面還是工藝整合層面，板級(jí)Fan-out技術(shù)都更容易在這一類客戶中滲透開來。

除了傳統(tǒng)的汽車芯片大廠，近年來新能源汽車的火熱也催生了一大批第三代半導(dǎo)體廠商，李博士強(qiáng)調(diào)，這些公司也都是推動(dòng)板級(jí)Fan-out技術(shù)滲透的潛在目標(biāo)，另外還有系統(tǒng)集成度越來越高的射頻芯片公司等。

選擇好目標(biāo)方向，板級(jí)Fan-out封裝的滲透速度和質(zhì)量還需要取決于封裝設(shè)備和技術(shù)的打磨。晶圓級(jí)Fan-out封裝擁有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸，因此設(shè)備和材料都趨于成熟。反觀板級(jí)Fan-out封裝，其基板的材質(zhì)和尺寸的多樣化也給封裝設(shè)備和全流程技術(shù)方案帶來了更大的挑戰(zhàn)。

李博士進(jìn)一步表示，通常而言，板級(jí)Fan-out封裝的設(shè)備都是基于客戶需求來做定制化，所以設(shè)備供應(yīng)商需要具備提供全流程解決方案的能力?；诙嗄攴e累，Manz集團(tuán)的一站式完整服務(wù)就不僅能提供制程技術(shù)開發(fā)以及設(shè)備制造，還涵蓋以自動(dòng)化整合上下游設(shè)備整場生設(shè)備線，協(xié)助客戶生產(chǎn)設(shè)備調(diào)試乃至量產(chǎn)以后的售后服務(wù)規(guī)劃。

憑借長久在濕法化學(xué)制程、電鍍、自動(dòng)化、量測與檢測等制程解決方案應(yīng)用于不同領(lǐng)域所累積的核心技術(shù)，不久前Manz集團(tuán)便打造出了業(yè)界第一條700×700mm生產(chǎn)面積的FOPLP封裝技術(shù)RDL生產(chǎn)線，該方案在RDL導(dǎo)線層良率與整體面積利用率方面展現(xiàn)出了強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢，大幅降低了封裝制程的成本。

據(jù)介紹，Manz電鍍設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)整面電鍍銅的均勻性高達(dá)92%，鍍銅厚度也能做到100μm以上規(guī)格，在提升封裝密度和降低封裝厚度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)良的導(dǎo)電性和散熱性。

目前，Manz集團(tuán)基于已經(jīng)與國際IDM大廠合作組裝了一條驗(yàn)證生產(chǎn)線，正緊鑼密鼓的準(zhǔn)備迎接未來陸續(xù)的量產(chǎn)訂單。

“展望未來，Manz集團(tuán)將與客戶一同推動(dòng)板級(jí)Fan-out封裝加速滲透，擴(kuò)大規(guī)模量產(chǎn)與成本的優(yōu)勢，加速FOPLP市場化與商業(yè)化的快速成長，以此打造半導(dǎo)體新應(yīng)用的發(fā)展契機(jī)，”李博士如是說。