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「臺積電正開發更大尺寸、且具高度垂直整合的先進封裝技術。同時,我們也在研究面板級封裝技術,并已開始建立相關產線規劃,預計未來幾年進入量產。」臺積電董事長魏哲家在法說會上首度對外揭示面板級封裝布局,一句話替這場從「圓」走向「方」的轉型投下震撼彈。 CoPoS、CoWoP 兩大新架構隨之浮上臺面,AI芯片正式邁入面板時代。到底兩種技術和之前的CoWoS怎么分辨差異?英特爾、三星、日月光、群創、等科技大廠如何同步搶進?
為什么需要面板封裝?和AI關系在哪?
面板級封裝不是新技術。早在多年前,便由德國半導體大廠英飛凌(Infineon)率先開發,核心概念是以玻璃等大尺寸基板取代傳統晶圓,并在其上將半導體裸晶重新排列,透過重布線層(RDL)拉出電性連接,完成扇出型(Fan-out)封裝,也就是我們常聽到的扇出型面板級封裝(FOPLP)。隨著技術成熟與應用擴展,面板封裝也逐漸成為近年先進封裝的重要發展方向之一。
而近期受到歡迎,最大的動力來自于AI的需求。在AI芯片尺寸持續放大、先進封裝需求快速攀升的趨勢下,封裝制程正出現關鍵轉折。工業技術研究院機械所組長黃萌祺指出,傳統以圓形晶圓(Wafer)為基礎的封裝方式,已逐漸面臨材料利用率瓶頸。
他解釋,隨著AI伺服器晶片封裝體積愈來愈大,晶圓邊緣因圓弧形狀產生大量無法利用的區域,形成顯著的「邊緣損耗」。相較于晶圓,方形面板能有效降低邊角浪費,依據封裝尺寸不同,材料利用率可從原本約70%顯著提升,整體生產效率更有機會提高30%至50%以上,成為支撐高效能運算與AI應用的重要關鍵技術方向,而這也是為什么臺積電積極投入在其中的主要原因之一。
CoWoS、CoPoS、CoWoP是什么?一表看懂差異
CoWoS、CoPoS 與CoWoP 三種技術雖名稱不同,核心邏輯都一致。一位深耕半導體封裝技術已久設備業者指出,無論技術名稱如何演進,就是「所有封裝流程皆從晶圓(wafer)出發,先將12吋晶圓切割為裸晶(die),再重新排列至面板(panel)上,最后完成封裝制程」。關鍵差異并不在前段,而是發生在面板階段,包括面板尺寸、制程精細度與復雜度的不同。
工研院電光系統所所長張世杰補充,過去業界多半是利用面板進行Fan-out封裝,也就是FOPLP,主要著重在重布線(RDL)與封裝效率的提升,技術已逐步成熟。但隨著AI晶片尺寸與系統復雜度快速攀升,面板平臺的角色也開始轉變。他表示,當前發展已不再局限于fan-out,而是進一步朝「類載板(substrate-like)」甚至取代傳統IC載板的方向前進,讓面板不只是封裝載體,更逐步承擔系統整合功能。
他強調,無論是FOPLP或后續延伸出的CoPoS等技術,本質上皆建立在同一個panel平臺之上,差異主要在于制程精細度與系統整合程度的提升,「可以視為同一技術路線的不同階段,而非彼此取代。」
相較之下,CoWoP則屬于另一條發展方向,其核心概念并非單純將晶圓轉移至面板,而是進一步將封裝流程延伸至PCB(印刷電路板)端,試圖由載板或PCB廠直接承接部分封裝功能。也因此,CoWoP在技術路徑上與PLP體系存在本質差異,不再只是「晶圓到面板」的延伸,而是「晶圓到PCB」的跨界整合。
業界分析,這使整體封裝技術呈現兩大分流:一條是以CoWoS、CoPoS、FOPLP為主的「面板化路線」,另一條則是以CoWoP為代表的「載板/PCB延伸路線」。前者著重尺寸放大與產能提升,后者則試圖重塑封裝產業分工結構。
不過,隨著面板封裝尺寸放大,翹曲(warpage)、應力控制與良率下降等問題也更加顯著,成為量產主要挑戰。因此,包含臺積電、英特爾、群創在內的各大廠,皆依自身技術能力與產品定位,選擇不同尺寸規格發展,舉例來說,目前臺積電主推310x310mm尺寸,源自于其12吋晶圓的設計延伸。
除了面板路線外,市場亦開始討論由PCB廠切入封裝的CoWoP模式。然而業界普遍認為,該模式短期內仍難落地。主因在于PCB廠專精于電路板制造,而封測廠如日月光則掌握高度復雜的封裝制程,兩者技術體系差異甚大。若要整合,不僅需要長時間累積封裝Know-How,也意味著產業分工與供應鏈結構將面臨重組。
CoPoS、CoWoP什么時候量產?
臺積電預計2026 年于子公司采鈺龍潭廠建置首條CoPoS 實驗線,設備預計今年6 月陸續進機;正式量產據點則規劃在嘉義AP7 廠P4、P5 廠區,最快2028年底進入大規模量產。 CoWoP 的量產進度比CoPoS相對不確定,技術門檻是一大變數。
隨著制程平臺轉向面板,顯示器廠商也首度大舉切入半導體核心制程。包括群創、宸鴻光電,憑借大尺寸玻璃基板、鍍膜與曝光等既有優勢,成為CoPoS關鍵潛在玩家,甚至透過國際合作加速技術驗證。
整體來看,這場從晶圓走向面板的轉變,不只是封裝技術的升級,更是一場橫跨晶圓代工、封測、面板、PCB與設備的供應鏈重組。面板廠與PCB業者的競合關系,將成為未來先進封裝版圖變動的關鍵觀察指標。
(來源:遠見雜志)
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