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FoWLP封装技术引领市场风骚 苹果高通海思竞相采用

导读: 封装,对于一颗芯片或者模组而言,其重要性不言而喻,尤其是处理器芯片,更是如此。从半导体芯片发展来看,芯片越来越小,制造工艺也在不断进步,尽管10nm芯片还没量产,但是各大芯片代工商已经在推5/7nm芯片,在此过程中,封装技术也在不断演进。

  OFweek电子工程网讯 封装,对于一颗芯片或者模组而言,其重要性不言而喻,尤其是处理器芯片,更是如此。从半导体芯片发展来看,芯片越来越小,制造工艺也在不断进步,尽管10nm芯片还没量产,但是各大芯片代工商已经在推5/7nm芯片,在此过程中,封装技术也在不断演进。从苹果近些年处理器的封装形式来看,其历经了从PoP(Package On Package)封装、SiP(System In a Package)封装到FoWLP封装的过程,不过上述几种封装方式都属于2.5D~3D封装方式。对于这几种封装模式,据业界人士介绍,其功能差不多,只是实现的方式不同,FoWLP封装技术可以做的越小,性能将更好!

  这点从苹果这些年来更新的手机处理器就可以看出,A6 采用三星32nm工艺、日月光的PoP封装技术,A7处理器超过10亿个晶体管,同样是采用PoP封装,不过工艺已经上升到三星28nm工艺。A8处理器仍采用PoP封装,封装由Amkor、STATS ChipPAC及ASE三家承接,其中Amkor和STATS ChipPAC分别拿下40%订单,ASE拿下20%的订单,A9处理器采用日月光的SiP封装,而到了A10处理器,则是采用台积电的FoWLP封装。

  FoWLP封装技术引领市场风骚 苹果高通海思竞相采用

  整体来说,半导体产业的趋势一直是芯片越做越小,但性能跟功能却要不断增加。从封装的角度来看,这其实是有矛盾的,因为芯片面积缩小后,能够放置I/O的面积也会跟著缩小,但更强的运算效能与多功能整合,却会导致I/O的数量增加。因此,半导体封装技术势必会遇到I/O密度难以进一步提升的瓶颈,而FoWLP封装技术就是解决这个问题的方法。

  众所周知,苹果今年应用在iPhone7手机上的A10处理器全部是由台积电所代工,三星并没有拿到订单,据业界人士表示,其中主要的原因就在于三星目前还没有FoWLP封装,同时全球封装龙头日月光也丢失了苹果处理器封装这一大订单!此外,对方还强调:“FoLWP可以实现封装面积更小性能更稳定的目标,这种封装模式也将会成为后端先进封装的热点,不过,目前各家都在开发自己的实现方式,后期如何走现在也没有一个明确的方向!”

  而早在A5处理器时代,当时台积电就因封装落败给三星,现在可谓是格局反转!早在2007年的时候台积电就布局封装市场,目前已经建立了CoWoS封装和FoWLP封装两大生态系统,主要在于高端市场。不但如台积电等晶圆厂涉及封装市场,此外系统厂商和基板厂商同样进入了封装市场,不过,这对于封装市场整体格局而言并不会造成很大的影响!

  当然,从台积电跨足封测领域也可以看出,代工厂与封测的整合已经成为一种趋势,因为越是高端技术,越是需要垂直整合,包括设计公司和后端应用都是如此!这点其实已经不是什么新鲜事,台湾有些代工商本来就有做封测,只不过主营业务是代工,从而让外界忽略 其封测业务!

  不仅台积电通过先进的FoWLP封装一举拿下了苹果这一大客户,同时,国内封装大厂星科金鹏(被长电科技收购)和华天科技在FoWLP封装市场也受益匪浅,上述业界人士对笔者透露,目前星科金鹏的FoWLP订单已经爆满!

  从目前来看,在FoLWP封装领域受益最大的当属台积电和星科金鹏,台积电虽然跨足芯片封装,但是应该并不会普及,而是主要局限在高端市场。日前,日月光也对外表示,日月光经过多年研发和布局,年底有望实现FoLWP量产,并成功拿下高通和海思的订单,如果真的如此的话,那么,从时间方面来推算的话,高通的订单可能会是骁龙830处理器,而华为海思的则可能是海思麒麟960处理器!

  从技术方面来看,目前最新的FoWLP封装技术不只是I/O扩展而已,同时还以高分子聚合物薄膜来取代传统IC封装基板,使封装厚度大幅降低。因此,目前业界讨论最热烈的扇出封装,更准确的说应该称为模塑化合物晶圆级晶片封装(Mold Compound WLCSP, mWLCSP),其裸晶跟聚合物薄膜外面会有一层黑胶体来保护脆弱的内层结构。

  为了减少封装厚度而改用高分子聚合物薄膜,对晶片封装製程来说造成很大的挑战,因为裸晶在封装前都会经过研磨,已经相当柔软而脆弱,高分子聚合物薄膜本身又容易翘曲变形,因此可靠度构成相当大的挑战。不过,目前业界已经找到合适的材料与加工方法,可以确保封装可靠度,还可以进一步在薄膜上嵌入被动元件,实现更高的整合度。

  整体来说,FoLPW封装技术的进展会对整个半导体供应链造成相当大的影响。首当其冲的就是IC载板厂商,因为扇出技术已经不用传统IC载板了;其次则是被动元件业者,为了满足嵌入封装内的需求,相关业者必须进一步把被动元件缩小到微米尺度,而且还要具备足够的容值/阻值,这部分料将牵涉到被动元件材料的研发及突破。

  由于导入大量新技术跟新材料,FoLPW封装技术虽然有更轻薄短小、可支援更高I/O数量等优势,但成本也会跟著垫高。因此,高阶、高单价,需要大量I/O的芯片,较有机会优先采用FoLPW封装技术,例如手机市场的处理器。

  然而,对专业封装厂来说,这种机会大多会被晶圆代工厂捷足先登,因此相关业者必须要找出其他具有发展潜力的应用,才能开拓自家的扇出封装业务。而其中最有潜力的就是SiP应用。据业界分析,SiP是高度定制化的封装产品,利润空间较高,因此对封装厂来说,针对SiP客户推广扇出封装业务,投资回收的速度会比较快。

  因此,SiP对专业封测厂来说,是发展扇出封装业务项目的主要机会所在。这类产品的单价虽不如高阶处理器,但仍有数美元水准,而且客户也比较容易看到扇出技术所能带来的效益,接受度较高。

  从目前各大FoLWP封装技术厂商来看,华天科技的优势在于其他厂商的FoWLP使用的都是模塑料,会出现翘曲问题,而华天科技用的是硅材料,台积电的优势在于其在晶圆加工技术的雄厚,且其订单绑定作用,可以运行封装端有一定的不良率!不过,整体而言,当前的FoLWP封装仍处于台积电和星科金鹏“二人转”的状态!

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责任编辑:Trista
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