核心观点 - 人工智能和高性能计算对逻辑到内存集成的需求推动超大格式封装发展,预计未来几年将接近最大光罩尺寸的10倍[2] - 扇出型面板级封装(FOPLP)因成本低、能容纳大尺寸芯片和高I/O数量成为最佳方案,但需改进设备以解决层间对准、翘曲等问题[2] - 面板级封装市场规模预计从2024年1.6亿美元增长至2030年6.5亿美元,面板数量从8万块增至22万块[4] 技术发展 封装技术 - 扇出型面板级封装已成功降低智能手表、电源管理IC等小型设备成本,如意法半导体用RDL取代QFN封装中的引线框架[2] - 芯片制造商围绕有机中介层整合,玻璃芯基板取得进展,成为有机中介层的延伸[3] - 面板级封装载体利用率高于晶圆级,中介层尺寸增大时优势更明显:3.5倍光罩尺寸下面板浪费减少56%,5.5倍时达78%[3] 材料与工艺 - 面板尺寸多样化,从310x310mm到700x700mm不等,取决于供应商背景(显示器制造商、IC载板商或代工厂)[6] - 翘曲问题因材料热膨胀系数差异产生,新型聚酰亚胺材料可将硅基板翘曲降低79%,陶瓷基板降低95%[18] - 光刻技术中步进式光刻机更适合补偿芯片偏移,LDI系统成本效益低且吞吐量不足[10][11] 应用与案例 - 台积电计划使用面板载板支持9.5倍光罩尺寸的NVIDIA Rubin Ultra封装,考虑515x510mm更大面板[3] - 日月光测试310x310mm面板工艺,包含10个芯片和10个桥接器,证实面板在大于3.5倍光罩尺寸时质量优于晶圆[6] - SpaceX计划推出700x700mm面板,Amkor开发650x650mm面板,每块可容纳4块300x300mm面板[6] 工艺流程 - Chip-first方法成熟但良率低,Chip-last方法支持更细间距RDL但成本高且工艺复杂[14] - Mold-first工艺易于集成不同元件,RDL-first类似先进柔性倒装芯片工艺[14] - 热压键合对翘曲容忍度高,大规模回流焊因生产率更受青睐[20]
面板级封装的兴起