据拓璞产业研究所介绍,三星 FOPLP与台积电InFO-WLP的技术比较,最大不同在于封装尺寸的大小差异,若依现行晶圆尺寸,InFO-WLP技术最大只能以12寸大小为主,但该技术却可透过垂直堆栈方式,将芯片整合于PoP(Package on Package)型式,强化整体元件的功能性。 为何三星会如此激进的研发FO-PLP技术?事情要从2015年说起,彼时三星与台积电共同竞争Apple手机处理器订单,那时候台积电除了在IC制程有优势外,在封装技术方面,因自身拥有InFO-FOWLP技术,揽获了苹果手机直到2020年手机处理器的独家生产订单。这是三星电子忽视半导体封装技术所付出的代价,马失前蹄的三星于是决定在2015年成立特别工作小组。 2016年,三星成立了新的FOPLP部门,并建设了生产线开始为2018年8月发布的Galaxy Watch制造用于应用处理器(AP)的FOPLP产品。三星也成为第一家FOPLP进入量产的厂商。 据三星副总裁Richard(KwangWook)Bae此前在采访中介绍,三星使用510 x 415mm尺寸的面板制造FOPLP,已经开发出了高达800 x 600mm规格的面板。因此,面板尺寸可以根据客户要求更改。三星用于Galaxy Watch的FOPLP有3个重布线层(RDL)和1个背面RDL(Backside RDL),将标准的层叠(PoP)结构应用于AP和PMIC的多芯片封装。通过应用FOPLP,可以将封装的厚度减少20%以上,从而提高了电气和热性能,并有助于扩大产品的电池容量。 但是业界对面板级扇出封装的可行性存在一些疑虑,由于市场规模还不足以满足产线的满产运行,拥有高性能半导体的智能手机用处理器封装技术之外,还需要能供应给数千万台智能手机的生产力,但目前三星电子FOPLP技术只能应用在智能手表处理器上,尚未有智能手机用的处理器产品,此外也只有一条FOPLP产线。因此,行业仍然没有做好迎接扇出型面板级封装的准备。 但是Richard表示,面板级比晶圆级更具竞争力。随着封装尺寸的增长,晶圆面积的利用率正在降低。因此,对于异构集成和扇出型系统级封装(FOSiP),来自面板的封装数量多于来自晶圆的封装数量。由于这些原因,FOPLP应该有利于异构集成或FOSiP。目前FOPLP主要用于移动应用。但在不久的将来,FOPLP将扩展到尺寸超过15 x 15的异构集成。 2019年10月,三星宣布,已开发出业界首个12层3D-TSV(硅穿孔)技术。三星的这项新创新被认为是大规模生产高性能芯片所面临的的最具挑战性的封装技术之一,因为它需要极高的精度才能通过拥有60,000多个TSV孔的三维配置垂直互连12个DRAM芯片。其封装的厚度(720㎛)与当前的8层高带宽存储器(HBM2)产品相同,这在元器件设计上是一项重大进步。这将帮助客户发布具有更高性能容量的下一代大容量产品,而无需更改其系统配置设计。
除了台积电和三星,英特尔也发布了3D封装技术Foveros,首次在逻辑芯片中实现3D堆叠,对不同种类芯片进行异构集成。联华电子是2.5D封装硅接口的主要供应商。同时,国内的武汉新芯也在为图像传感器和高性能应用提供3D IC TSV封装。总的来说,这些厂商在将封装从基材转移到硅平台上起到了重要作用。未来几年,先进封装将成为半导体一线龙头厂商之间竞争的焦点。