【板級封裝技術市場分析:各廠商已經為規模量產做好準備】板級封裝廠商已經為規模量產做好準備。
產業為何青睞板級封裝
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,一直在推動半導體產業開發創新解決方案。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換,充分利用規模經濟和效率的優勢。從晶圓級向板級(例如從12英寸晶圓向18x24英寸面板)的轉換,成本最高可降低50%(如果技術已經完備),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/光伏產業的專業知識和基礎設施。
據麥姆斯咨詢介紹,很多因素正在驅動板級封裝(PLP)的發展,推動供應鏈各個位置的眾多廠商投入板級基礎設施。一方面,領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鍵。事實上,所有大型OSAT廠商的發展路線圖上都有扇出型板級封裝(FOPLP)。另一方面,是那些戰略投資、開發PLP產能并積極推動其應用的廠商,這些廠商主要受FOWLP業務的成功和宣傳推動,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);
-在基板業務中遭受損失,希望開拓一種能夠利用其基板制造經驗的新業務(例如SEMCO三星電機,Unimicron欣興電子);
-已經具備面板級工藝經驗(例如LCD封裝),并相信它們能夠將這些經驗應用于PLP(例如NEPES納沛斯);
-希望開發高密度、低成本封裝,以支持其前端芯片業務(例如SamsungElectronics三星電子,Intel英特爾)。
板級封裝平臺的市場驅動因素
供應鏈現狀
許多封裝平臺都可以被認為是基于面板的封裝,但是,本報告僅將兩類封裝技術劃為PLP,亦即采用RDL互聯制造,并在面板級(面板尺寸>300mmx300mm)完成進一步組裝的:FOPLP和嵌入式芯片。其中,FOPLP吸引了許多廠商(包括設備廠商和供應商)更高的關注,因此本報告重點聚焦FOPLP,對FOPLP進行了更深入的研究和分析。
PLP設備供應商概覽
很多廠商都已經開發了自己的FOPLP技術,但是經過多年的開發/驗證/出樣,僅有三家廠商將在2018年最終進入量產,它們分別是:PowertechTechnologies(PTI)、NEPES和SEMCO。NEPES已經自2017年開始了小規模量產。和DecaTechnologies合作的ASE,也已經處于先進的發展階段,并將在2019年或2020年實現商業量產。各廠商都有自己的業務策略,開發自己的FOPLP技術(不同的面板尺寸、采用不同的基礎設施等)。
例如,NEPES主要專注于粗放設計(>10/10L/S),目標應用包括汽車、傳感器和物聯網等,很可能不會開拓高密度設計。另一方面,PTI和SEMCO的長期目標則劍指要求8/8或以下L/S的中高端應用。同時,Unimicron正在開發一種業務模式,自己制造高密度RDL,進一步的組裝則交由OSAT合作伙伴或客戶完成。此外,Amkor(安靠)和JCET/STATSChipPAC(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,它們預計在2022年以前都不會進入量產。
主要廠商對扇出型板級封裝的準備情況時間軸
對于PLP,設備已不再是瓶頸。市場上也有機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臺則比較特殊且昂貴。因此,瓶頸在于機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),已有機臺可用,并可以采用來自PCB、平板顯示或LCD產業的機臺。不過,對于其它先進封裝(例如光刻等)固有的關鍵工藝步驟,需要開發新型、升級的機臺加工能力以支持這些工藝,如面板上的精細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,設備供應商一直致力于研發這些機臺。
設備供應商正采用各異的策略進軍PLP業務:并購(例如,RudolphTechnologies基于對AZORES平板顯示面板打印設備的收購所獲得的技術,開發了針對PLP的機臺);利用來自其它業務的機臺經驗并進行升級(例如Evatech、Atotech、SCREEN);從0開始有機地開發PLP機臺(ASM)。此外,某些在FOWLP市場具有強大市場地位的機臺供應商,仍對PLP業務持懷疑態度,因此還在觀望之中(例如Ultratech、AppliedMaterials、LamResearch)。
機臺供應商進入板級封裝業務的策略
板級封裝的技術挑戰及規模制造路線圖
FOPLP的廣泛應用需要逐步滿足某些標準并克服一些挑戰。這些標準/挑戰意味著大量的資本投入、標準化、多源可用性以及最重要的市場可用性,以確保面板產線的持續運行。在大尺寸面板上也存在技術挑戰,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規模應用所面臨的技術挑戰
面板尺寸和組裝工藝的標準化是FOPLP應用的最大障礙。各廠商都在使用不同的面板尺寸和基礎設施(PCB/LCD/WLP/PV/Mix)來開發自己的工藝,以滿足特定應用和客戶的需求。在此背景下,終端用戶很難實現多源采購。此外,設備供應商需要根據不同客戶的要求來設計和制造設備也較難獲利。
鑒于這些技術挑戰對良率的不利影響,進入大規模量產的FOPLP將支持相對簡單的設計:>10/10umL/S,15x15mm2封裝尺寸,以及多芯片SiP集成。
扇出型板級封裝量產路線圖