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- iPhone7上的秘密武器,完全解碼扇形封裝
- 來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2016/9/5
從今年年初就傳出,蘋(píng)果將在iPhone 7上的A10處理器和天線開(kāi)關(guān)模組使用扇形晶圓級(jí)封裝(Fan-out Wafer Level Packaging,簡(jiǎn)稱FoWLP)技術(shù)取代傳統(tǒng)PCB,而A10的制造商臺(tái)積電正式FoWLP技術(shù)的領(lǐng)先者。在臺(tái)積電內(nèi)部,他們把FoWLP稱作InFoWLP,其中In代表integrated,也就是集成的意思。如無(wú)意外,F(xiàn)oWLP將如約出現(xiàn)在iPhone7上。
研究機(jī)構(gòu)Yole Developpement指出,2016年是扇出封裝發(fā)展史上的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在蘋(píng)果(Apple)與臺(tái)積電的領(lǐng)導(dǎo)下,已發(fā)展多年的扇出封裝技術(shù)未來(lái)將被更多芯片業(yè)者采納。
Yole先進(jìn)封裝與制造分析師Jerome Azemar表示,對(duì)扇出封裝技術(shù)發(fā)展而言,2016年是重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)的原因有三:第一,蘋(píng)果處理器的采用,為扇出封裝創(chuàng)造出龐大的需求量,奠定規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ);第二,在臺(tái)積電的技術(shù)突破下,扇出封裝技術(shù)可支援的I/O數(shù)量大增。在此之前,扇出封裝主要鎖定的都是I/O數(shù)量較少的應(yīng)用。第三,蘋(píng)果可望發(fā)揮示范作用,吸引其他芯片業(yè)者加入使用扇出封裝的行列。
扇出型封裝的市場(chǎng)營(yíng)收預(yù)測(cè)(按市場(chǎng)類(lèi)型劃分)
Yole進(jìn)一步預(yù)估,未來(lái)扇出封裝可能會(huì)分成兩種典型應(yīng)用,其中之一是一般的單芯片的扇出封裝,主要應(yīng)用是基頻處理器、電源管理、射頻收發(fā)器等芯片。這是扇出封裝的主要市場(chǎng)。另一個(gè)主流則是高密度扇出封裝,主要針對(duì)應(yīng)用處理器、記憶體等具備大量I/O接腳的芯片。Yole認(rèn)為,前者是穩(wěn)定成長(zhǎng)的市場(chǎng),后者則還需要搭配出更多新的整合技術(shù),因此發(fā)展上還有些不確定性,但未來(lái)的成長(zhǎng)潛力非常巨大。
既然前景那么看好,我們有必要對(duì)FoWLP有深入的了解。
什么是扇形晶圓級(jí)封裝?
理論上,晶圓級(jí)封裝由于不需要中介層(Interposer)、填充物(Underfill)與導(dǎo)線架,并且省略黏晶、打線等制程,因此能夠大幅減少材料以及人工成本;除此之外,WLP大多采用重新分布(Redistribution)與凸塊(Bumping)技術(shù)作為I/O繞線手段,因此WLP具有較小的封裝尺寸與較佳電性表現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),目前多見(jiàn)于強(qiáng)調(diào)輕薄短小特性的可攜式電子產(chǎn)品IC封裝應(yīng)用。
WLP封裝優(yōu)點(diǎn)包括成本低、散熱佳、電性優(yōu)良、信賴度高,且為芯片尺寸型封裝,尺寸與厚度皆可達(dá)到更小要求等。WLP封裝另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于封裝制程采取整批作業(yè),因此晶圓尺寸越大,批次封裝數(shù)量越多,成本能壓得更低,符合晶圓廠由8吋轉(zhuǎn)進(jìn)12吋發(fā)展趨勢(shì),WLP專(zhuān)業(yè)封測(cè)廠利潤(rùn)空間也可提高。
晶圓級(jí)封裝的優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的WLP封裝多采用Fan-in型態(tài),應(yīng)用于低接腳(Pin)數(shù)的IC。但伴隨IC訊號(hào)輸出接腳數(shù)目增加,對(duì)錫球間距(Ball Pitch)的要求趨于嚴(yán)格,加上印刷電路板(PCB)構(gòu)裝對(duì)于IC封裝后尺寸以及訊號(hào)輸出接腳位置的調(diào)整需求,因此變化衍生出擴(kuò)散型(Fan-out)與Fan-in加Fan-out等各式新型WLP封裝型態(tài),其制程甚至跳脫傳統(tǒng)WLP封裝概念。
Fan-out WLP的市場(chǎng)現(xiàn)狀
大家都知道臺(tái)積電本身是一個(gè)晶圓代工廠,但其實(shí)很多年前,臺(tái)積電就布局封測(cè)產(chǎn)業(yè)。當(dāng)時(shí)業(yè)界還為臺(tái)積電的布局所震驚,而到了現(xiàn)在也是收成的時(shí)候了。
很多年前,臺(tái)積電就透露已延伸于高階封測(cè)的布局,有意力拱InFO(Integrated Fan-out)作為次世代大宗量產(chǎn)產(chǎn)品的主流封測(cè)技術(shù),此舉在封測(cè)產(chǎn)業(yè)投下震撼彈。業(yè)界評(píng)估,臺(tái)積電跨足低成本的InFO產(chǎn)品線,應(yīng)將著眼于手機(jī)應(yīng)用處理器(AP)所采用的PoP封裝市場(chǎng),現(xiàn)已有至少4家重量級(jí)客戶正評(píng)估或即將采納此方案,將成為目前主流封裝廠的強(qiáng)勁威脅。
臺(tái)積電原本在高階封裝技術(shù)上,定調(diào)將以CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)作為2.5D/3D IC重點(diǎn)研發(fā)方向,不過(guò)CoWoS因價(jià)格過(guò)高而為人詬病,近來(lái)在客戶端的進(jìn)展并不顯著。為了取得主流應(yīng)用產(chǎn)品,臺(tái)積電近年來(lái)也積極開(kāi)發(fā)Fan-out PoP技術(shù),首波攻勢(shì)便將聚焦于手機(jī)AP與存儲(chǔ)堆疊的PoP封裝型態(tài),而目前也已經(jīng)成功奪得眾家手機(jī)芯片重點(diǎn)廠商的關(guān)注。
封測(cè)業(yè)者指出,F(xiàn)an-out最顯著的優(yōu)勢(shì)就是可以省去載板,因而成本可以較傳統(tǒng)的PoP封裝至少下滑約2~3成以上,大幅節(jié)省芯片封裝的成本,并可以應(yīng)用于手機(jī)AP或其他RF、電源管理IC等大宗應(yīng)用市場(chǎng),這足以說(shuō)明臺(tái)積電想要搶快推出Fan out技術(shù)的意圖。
業(yè)界普遍看好Fan-out技術(shù)在進(jìn)入量產(chǎn)后,將有相當(dāng)潛力來(lái)取代傳統(tǒng)的覆晶封裝如FCCSP、FCBGA等,因此,早在臺(tái)積電宣布之前,近3年各家專(zhuān)業(yè)封測(cè)廠包括新科金朋(Stats ChipPAC)、艾克爾(Amkor)、硅品、日月光等,均已將Fan-out技術(shù)或者系出同源的內(nèi)埋載板技術(shù)納入先進(jìn)制程藍(lán)圖中。
臺(tái)積電購(gòu)入高通龍?zhí)稄S后,正密集改造成該廠區(qū),目標(biāo)成為臺(tái)積電先進(jìn)封測(cè)重鎮(zhèn)。臺(tái)積電正積極購(gòu)入先進(jìn)封測(cè)設(shè)備,上周董事會(huì)通過(guò)核準(zhǔn)1,253.58億元資本預(yù)算,加速先進(jìn)制程及封裝產(chǎn)能擴(kuò)充及布建。半導(dǎo)體設(shè)備廠表示,臺(tái)積電將以提供具成本優(yōu)勢(shì)的InFO先進(jìn)封裝,提供主力客戶蘋(píng)果從晶圓代工到后段封測(cè)的統(tǒng)包服務(wù),其中,單是為蘋(píng)果提供的月產(chǎn)能即高達(dá)8.5萬(wàn)至9萬(wàn)片。
三星為了和臺(tái)積電角逐,也在跟進(jìn)這個(gè)技術(shù)。根據(jù)韓國(guó)英文媒體《THE KOREA TIMES》的報(bào)導(dǎo),目前三星正研發(fā)新的扇形晶圓級(jí)封裝技術(shù),以企圖在與臺(tái)積電(TSMC)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中,多取得蘋(píng)果iPhone智能手機(jī)的處理器訂單。未來(lái),在該技術(shù)成功研發(fā)后,在高階芯片的封裝上將不再需要用到印刷電路板,可以使得智能手機(jī)未來(lái)的設(shè)計(jì)達(dá)到更薄、更高效能的發(fā)展。
報(bào)導(dǎo)中指出,被稱做FoWLP 的扇形晶圓級(jí)封裝技術(shù),未來(lái)將是三星從臺(tái)積電手中搶回蘋(píng)果訂單的重要利器。報(bào)導(dǎo)引述一位匿名的分析師指出,雖然幾乎已經(jīng)篤定,臺(tái)積電已經(jīng)成為蘋(píng)果2016 年將推出新款iPhone 手機(jī)(iPhone 7) 的處理器制造商。但是,透過(guò)FoWLP 的扇形晶圓級(jí)封裝技術(shù),三星期望在下一代新款iPhone 手機(jī)(iPhone 7S) 從臺(tái)積電手中搶回部分的訂單。
除了臺(tái)積電和三星之外,STATS ChipPAC(新加坡星科金朋)將利用JCET(江蘇長(zhǎng)電科技)的支持進(jìn)一步投入扇出型封裝技術(shù)的開(kāi)發(fā)(2015年初,江蘇長(zhǎng)電科技以7.8億美元收購(gòu)了新加坡星科金朋);ASE(日月光集團(tuán))則和Deca Technologies建立了深入的合作關(guān)系(2016年5月,Deca Technologies獲日月光集團(tuán)6000萬(wàn)美元投資,日月光集團(tuán)則獲得Deca Technologies的M系列扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)及工藝授權(quán));Amkor(安靠科技)、 SPIL(硅品科技)及Powertech(力成科技)正瞄準(zhǔn)未來(lái)的量產(chǎn)而處于扇出型封裝技術(shù)的開(kāi)發(fā)階段。
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