面板级封装技术崛起:重塑AI芯片制造的效率与成本格局

发布时间:2025-06-18 阅读量:1006 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】随着人工智能与高性能计算需求爆发,传统晶圆级封装产能瓶颈日益凸显。扇出型面板级封装(FOPLP)通过“化圆为方”的创新设计,将芯片封装基板从圆形晶圆升级为方形面板,大幅提升生产效率和成本效益。行业数据显示,FOPLP基板面积利用率超95%,较晶圆级封装提升10%以上,单位成本降低约66%。这一技术正成为台积电、日月光、力成等巨头争夺下一代AI芯片封装市场的关键筹码。


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技术突破:从材料革新到规模化量产


FOPLP的核心优势在于基板尺寸灵活性与异构整合能力。目前主流厂商采用三类尺寸:


  ●   300×300mm:日月光量产线已应用于电源管理芯片,台积电2026年实验线将率先验证该尺寸;

  ●   600×600mm:日月光2025年底试产,目标2026年成为行业标准,单片可封装芯片数量较圆形基板提升数倍;

  ●   玻璃基板创新:英特尔、三星积极研发玻璃通孔(TGV)技术,其超低平坦度与高散热性可满足120mm×150mm超大芯片需求,预计2027年后进入商用。


台系三强竞逐:命名策略暗藏技术路线


三大厂商通过差异化技术命名强化市场定位:


1. 台积电CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate) 定位高端AI/HPC芯片,2026年在采钰设立实验线,2028年嘉义量产工厂投产后将服务英伟达Blackwell架构芯片。其技术本质是CoWoS的“面板化”延伸,通过方形设计扩大芯片产出。


2. 日月光FoCoS(Fan Out Chip on Substrate) 依托十年研发积累,从300mm升级至600mm面板,2025年三季度试产。其创新点在于整合CPO(共封装光学)技术,实现GPU与内存的同板集成。


3. 力成PiFO(Pillar integration FO) 全球首家实现FOPLP量产的企业(2019年),技术成熟度领先。新竹产线已为联发科电源管理芯片供货,未来聚焦AI逻辑芯片异质整合。


市场需求:AI与通信芯片驱动产能扩张


  ●   英伟达:原计划2026年导入FOPLP,因CoWoS产能紧张提前至2025年用于GB200,预计2025年出货150-200万颗;

  ●   AMD/高通:与日月光合作开发PC CPU及射频芯片封装方案,首批订单锁定600mm面板产线;

  ●   5G通信场景:FOPLP可集成滤波电路与异构芯片,提升射频前端模组性能,推动物联网设备小型化。


中国产业链进展:设备与材料国产化提速


中国大陆企业正加速布局FOPLP生态:


  ●   设备端:Manz亚智科技已交付300-700mm RDL制程设备,支持玻璃基板电镀工艺;

  ●   封测端:华天科技控股子公司盘古半导体启动FOPLP产业化项目,2024年完成厂房封顶;

  ●   材料端:华海诚科开发适用于FOPLP的环氧塑封料,通过客户验证并小批量供货。


挑战与趋势:良率与标准化成关键


当前FOPLP大规模应用仍面临两大挑战:


1. 翘曲控制:面板尺寸增大导致材料热膨胀系数差异放大,影响线路精度(目前600mm良率未达量产阈值);

2. 供应链协同:玻璃基板、蚀刻液等材料尚未形成统一标准,需设备商与封测厂联合开发。行业预测,2026-2027年全球FOPLP产能释放后,先进封装市场将形成CoWoS、FOPLP、Chiplet三足鼎立格局,中国市场份额有望从2024年的698亿元增至2025年的852亿元。


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