大家都知道整個封裝界的升維之路上：從2D封裝到2.5D再到3D封裝（備注：各種封裝形式差異可參看艾邦半導體公眾號）。Chiplet級的封裝如果以載體的形式來分則分為兩種：晶圓級封裝（Wafer level package, WLP）和面板級封裝（Panel level package, PLP）。根據(jù)載體的材料來分可以歸為三類：有機物基板、硅基板、玻璃基板。特別申明：本文封裝特指扇出型封裝。
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面板級封裝的優(yōu)勢主要在于成本。我們將300mm晶圓級封裝與515x510mm面板級封裝相比，可以看到如圖2所示，面板級封裝芯片占用面積比高到93%，而晶圓級封裝則只有64%。這幾何級別的差異，直接導致生產(chǎn)過程中生產(chǎn)速率UPH的巨大差異。另外，根據(jù)Yole 報告，例如FOWLP技術(shù)面積使用率<85%，F(xiàn)OPLP面積使用率>95%，可以放置更多的芯片數(shù)，成本也比FOWLP便宜。具體推算從200mm過渡到300mm大約能節(jié)省25%的成本，從300mm過渡到板級，則能節(jié)約66%的成本。面板級封裝的成本與晶圓級封裝相比將會降低66%。
面板級封裝工藝流程與晶圓級封裝本身沒有太大差異。但是由于載體不同，需要獨立開發(fā)生產(chǎn)設(shè)備及相應系統(tǒng)。下面簡單介紹一下當前設(shè)備供應商對面板級封裝的開發(fā)情況：
在面板級封裝光刻機領(lǐng)域，日本佳能動作非?？?，佳能在錯失超紫外光刻機的機遇后，不會再放過任何一個機會。如圖4所示，佳能在2020年7月推出型號為FPA-8000iW的光刻機，具備對應尺寸最大到515×510mm大型方形基板的能力以及1.0微米3的高解像力。
在面板級封裝RDL工藝領(lǐng)域，Manz是領(lǐng)跑者之一，2016年Manz開始進軍半導體先進封裝領(lǐng)域，2017年研發(fā)并售出第一臺用于半導體先進封裝FOPLP的濕法化學設(shè)備，并于2019年交付首條半導體板級封裝全自動RDL生產(chǎn)線，面板尺寸也從515mm x 510mm開始，演進至600mm x 600mm，直至2022年升級至業(yè)界最大的700mm x 700mm面板，并克服了面板翹曲問題，見圖5。Manz生產(chǎn)設(shè)備已出貨全球知名半導體制造商，應用于車載與射頻芯片的封裝量產(chǎn)。Manz新一代面板級封裝 RDL生產(chǎn)線，在制程上接續(xù)干膜制程，完成線路成型，其均勻性以及填孔能力分別表現(xiàn)在線寬線距可至 ≥10μm及盲孔孔徑≥25μm；
圖5? Manz集團亞洲區(qū)總經(jīng)理 林峻生先生展示以Manz新一代面板級封裝 RDL自動化生產(chǎn)線所試制之產(chǎn)品
?在面板級晶粒貼裝領(lǐng)域，ASMPT，華封等都有相應產(chǎn)品。其相關(guān)產(chǎn)品根據(jù)UPH不同都可以達到2.5~7微米精度。基本可以滿足大多數(shù)封裝產(chǎn)品的需求。
在代工領(lǐng)域，國際上僅有Powertech和三星等大廠有量產(chǎn)的面板級封裝產(chǎn)品。特別注意的是國內(nèi)成都奕斯偉，也布局Fan out板級封測系統(tǒng)集成電路服務及系統(tǒng)解決方案。該項目于2021年開工，預計2023年正式投產(chǎn)。項目具有扇出型、高密度與高帶寬、面板級封裝三大技術(shù)優(yōu)勢。這家公司由“面板顯示之父”、前京東方董事長王東升領(lǐng)銜，也特別符合近幾年的主流即顯示面板商向半導體面板級封裝方向探索的大思路。
一、設(shè)備供應商沒有統(tǒng)一規(guī)范，面板尺寸沒有通用標準，比如當前主流的是515mm x 510mm和600mm x 600mm，也有510mm x 415mm。
二、當前需求量還較低，設(shè)備供應商沒有特別高的熱情來冒險開發(fā)整條產(chǎn)線。
三、初期產(chǎn)品還僅限于低密度產(chǎn)品，并沒有發(fā)揮出面板級封裝的低成本優(yōu)勢。
四、業(yè)界希望面板級封裝芯粒與芯粒間的間距可以達到2微米，而當前量產(chǎn)的產(chǎn)品其晶粒與晶粒間的間距最低可以達到5微米。
五、面板級封裝還需要開發(fā)特殊的檢測及測量工具。
六、面板級封裝與當前晶圓級封裝數(shù)據(jù)系統(tǒng)不完全兼容，還需進行一定的改造。
這也是為什么大廠臺積電至今也沒有意向開發(fā)面板級封裝。英特爾雖然也嘗試面板級封裝但是沒有用于fan out?？傊?，面板級封裝技術(shù)被廣泛使用仍需時日，需要大量的前期投資來打造完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
1.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1670269168270249241&wfr=spider&for=pc
2.https://www.eet-china.com/news/202212137784.html
3.https://www.manz.com/cn/company/news/manz-45/
4.https://semiengineering.com/planning-for-panel-level-fan-out/
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦半導體網(wǎng)）：先進封裝之面板級封裝(Panel Level Package,PLP)
