2025-06-09 22:04

CoWoS,劲敌来了

本文作者:九林

文章摘要
FOPLP面板级扇出型封装因大尺寸基板(如700x700mm)显著提升面积利用率、降低成本及产能,正成为台积电CoWoS封装技术的强劲对手。SpaceX、日月光、台积电等加速布局FOPLP产线,但基板标准化缺失与良率挑战阻碍其大规模放量,行业预计未来五年复合年增长率将超32%。

• 🚀SpaceX入局:SpaceX在美建700x700mm FOPLP产线,跨界进军先进封装。

• 📏尺寸优势显著:600x600mm面板利用率达12寸晶圆的5.1倍,单片芯片产出大增。

• 🔍玻璃基板受捧:玻璃因优异性能成FOPLP主流载板材料,台积电等大厂重点布局。

• 📈市场高速增长:先进封装行业六年CAGR达12.9%,FOPLP未来五年CAGR预计32.5%。

• ⚙️巨头积极卡位:台积电设300x300mm试产线,日月光投2亿美元建厂,力成已小批量出货。

• 🚧标准与良率瓶颈:面板尺寸未统一及生产良率问题,是FOPLP规模化应用的主要障碍。

先进封装,不再是边角料的存在。


知名分析师陆行之表示,棋盘中央如果说先进制程是硅时代的权力中枢,那么先进封装,正在成为下一个技术帝国的边疆要塞。


最近,业内关于先进封装的消息频频,其中又以FOPLP最为突出。


马斯克宣布要跨界入局先进封装,瞄准了FOPLP。旗下 SpaceX涉足将半导体封装,拟于美国得克萨斯州建设自有 FOPLP产能。据悉SpaceX 的 FOPLP 封装基板尺寸为业界最大的 700mm×700mm。日月光投入2亿美元采购设备,在高雄厂建立产线,计划今年年底试产FOPLP。



一、CoWoS的劲敌


先进封装意味着把不同种类的芯片,包括逻辑芯片、存储、射频芯片等,通过封装及堆叠技术整合在一起,以提升芯片性能、缩小尺寸、减少功耗。


现在阶段的先进封装大概可以分为三种:


倒装芯片(Flip chip)。将芯片倒置(有源面朝下)放置在基板上,并通过芯片上的凸点(Bumps)与基板实现电气连接的封装技术。倒装芯片可以算得上半个先进封装,一只脚踩在先进封装的门里,一只脚在门外,算是传统封装与先进封装的过渡产物。


2.5D/3D IC封装。在中介层上垂直堆叠各类芯片,由此缩小接点间距,减少所需空间及功耗,台积电的CoWoS便是属于此类。


扇出型封装。相对于扇入型封装(Fan-In Packaging)来说,扇出型WLP中,RDL可以向外延伸布线,从而提升I/O接点的数量及密度。


因为人工智能的火热,台积电的CoWoS一夜爆红。


当前依赖台积电CoWoS封装的芯片包括英伟达A100、A800、H100、H800、GH200等。


火热的同时,也让台积电的CoWoS封装产能吃紧。目前台积电的CoWoS封装产能大概在每月3.5万片晶圆,约占总收入的7%到9%。预计到2025年末,月产能将提升至每月7万片晶圆,贡献超过10%的收入。到了2026年末,月产能将进一步扩大,提高至超过每月9万片晶圆。根据统计数字,从2022年至2026年,台积电CoWoS封装产能大概以50%的复合年增长率(CAGR)增长。


此前,台积电CEO魏哲家表示,会在今年持续增加CoWoS产能,以满足客户需求。预计2025年,CoWoS的全年营收贡献将从2024年的8%成长至10%。


即使如此,台积电的CoWoS产能仍然无法满足AI 市场的全部需求。除了扩充CoWoS外,半导体厂商也在寻找新的路线。


FOPLP正是能够接棒CoWoS的候选者。


FOPLP可以追溯到FOWLP(扇出型晶圆级封装),这个技术是英飞凌在2004年提出的,后来在2009年开始量产,但是FOWLP只被应用在手机基带芯片上,很快就达到了市场饱和。


FOWLP是基于圆形的晶圆来进行封装,晶圆的形状就像一个圆盘。由于是圆形,在边缘部分会有一些空间难以像方形那样充分利用,相对来说可放置芯片的面积就小一些。


基于FOWLP,业内延伸出了FOPLP(面板级扇出型封装)。两者英文缩写只差在P(Panel)、W(Wafer),面板与晶圆一字之差,影响体现于尺寸与利用率。FOPLP使用的载板,不是8寸/12寸的晶圆,而是方形的大尺寸面板。



这就带来了很多优势。第一是成本低。采用方形的大尺寸面板,那么单片产出的芯片数量就更多,面积利用率更高。以600mm×600mm尺寸的面板为例,面积为12寸wafer carrier的5.1倍,单片产出数量大幅提升。


第二是灵活性高。在FOWLP封装中,光罩的尺寸小,单次曝光面积有上限,需要通过拼接的方式曝光,效率低,良率低,影响产能。而FOPLP封装,单次曝光面积是FOWLP的4倍以上,效率高、良率高,大幅提升了产能。


值得一提的是,FOPLP所使用的玻璃载板材料。


因为FOPLP载板的面积大,在生产和处理的过程中,容易出现翘曲等问题。所以,相比于传统的硅材料,FOPLP的载板材料主要是金属、玻璃或其他高分子聚合物材料。


其中,玻璃在机械、物理、光学等性能上具有明显的优势。当前,玻璃基板已经成为业内关注的焦点。目前布局了玻璃基板的包括台积电、三星、英特尔等大厂。


正因为FOPLP拥有如此出色的表现,未来先进封装中CoWoS不再会是一家独大。


二、谁在入局?


先进封装的成长是非常惊人的。


Yole去年七月报告中指出,受 HPC 和生成式 AI 领域的大势推动,先进封装行业规模有望在六年间实现 12.9% 的复合年增长率(CGAR)。


具体而言,该行业的整体收入将从 2023 年的 392 亿美元增至 2029 年的 811 亿美元(当前约 5897.32 亿元人民币)。



Yole预计FOPLP市场在 2022 年约为 4100 万美元,预计未来五年将呈现 32.5% 的显著复合年增长率,到 2028 年增长到 2.21 亿美元。


目前,三星已经在部署用于先进节点的FOPLP,其用于可穿戴设备的Exynos W920处理器采用了 5nm EUV 技术和 FOPLP。TrendForce报道,谷歌在Tensor G4 芯片中采用了三星的 FOPLP,而 AMD 和 NVIDIA 等公司目前正在与台积电和 OSAT 供应商合作,将 FOPLP 集成到他们的下一代芯片中。


台积电,从小基板入手。


2024年8月,台积电发布公告,计划斥资171.4亿元新台币向群创购买南科厂房及附属设施。台积电CEO魏哲家公开表示,台积电正加速推进FOPLP工艺,目前已经成立了专门的研发团队,并规划建立小规模试产线,力争在2027年量产。


台积电在FOPLP初期选择尺寸较小的 300×300 mm 面板,预计最快 202