近几年中,芯片特征尺寸已接近物理极限,而先进封装技术成为延续摩尔定律的重要途径。一系列新型封装技术出现在人们视野之中。而其中扇出型晶圆级封装(FOWLP)被寄予厚望,它将为下一代紧凑型、高性能的电子设备提供坚实而有力的支持。
扇出型晶圆级封装技术无需使用中介层或硅通孔(TSV),即可实现外形尺寸更小芯片的封装异构集成。在嵌入每个裸片时,裸片间的空隙会有一个额外的I/O连接点,在提高I/O数量的同时,也会使得硅的利用率有所提升。在扇出型晶圆级封装技术的加持下,具有成千上万I/O点的半导体器件可通过两到五微米间隔线实现无缝连接,从而使互连密度最大化。
工艺步骤
从晶圆代工厂(Foundry)生产完成的晶圆(Wafer)经过测试后进入生产线类似传统封装,扇出型封装第一步也需要将来料晶圆切割成为裸晶。
扇出型封装的主要特点是将切割后的裸晶组合成为重构晶圆,与来料晶圆相比,重构晶圆上裸晶之间的距离相对更大,因此方便构造单位面积更大,输入输出(I/O)更多的芯片成品。
塑封、去除载片
完成重构晶圆的贴片后,对重构晶圆进行塑封以固定和保护裸晶。然后将重构晶圆载片移除,从而将裸晶对外的输入输出接口(I/O)露出。
制作再布线层
为了将裸晶上的接口(I/O)引出至方便焊接的位置,在晶圆上通过金属布线工艺制作再布线层(RDL)。
晶圆减薄
为使芯片成品更轻薄,对晶圆进行减薄加工。
植球
在再布线层(RDL)所连接的金属焊盘上进行植球,方便后续芯片在印刷电路板(PCB)上的焊接。
晶圆切割、芯片成品
最后将重构晶圆进行切割,以得到独立的芯片。
国际案例:
特斯拉Dojo超级计算机D1芯片(7nm制程)便是采用了扇出型封装工艺,性能超过英伟达A100。
相关标的汇总:
设备端:
1.文一科技:公司针对先进封装技术的进步和市场需求的增加,布局先进封装(晶圆级封装)用模具和设备,扇出型晶圆级封装compressionmolding(塑封机或压塑机)设备已经完成。
2.实益达:公司旗下子公司目前为ASM PT半导体封装测试设备部件的主要供应商,ASM PT核心产品包括compressionmolding(塑封机或压塑机)设备。
3.易天股份:10月18日在投资者互动平台表示,公司控股子公司微组半导体部分设备可应用于FOWLP封装等。具体设备不详,或为键合剂和晶圆贴片机。
4.炬光科技:公司激光辅助键合技术(LAB)可以应用在扇出型晶圆级封装(Fan-out Packaging)等场景。公司今年在该领域取得突破,获得中国、韩国先进封装客户的样机订单。
5.凯格精密:9月19日互动表示:公司全自动晶圆植球整线(Climber-SL200):为4/6/8/12英寸晶圆级印刷植球,印刷植球一体化,150um级球径漏球率≤0.01%,应用于高级先进封装、存储器、逻辑器件、封装器件应用等领域。(扇出型封装也要用到植球设备,凯格的植球设备是否能够用于扇出型封装暂不详)
封测端:
6.通富微电:10月26日互动表示公司在高性能计算、新能源、汽车电子、存储、显示驱动等领域立足长远,大力开发扇出型等封装技术并扩充其产能;公司现有的封测技术与世界一流封测企业相比,没有代际差异。
7.晶方科技:9月20互动表示:公司目前主要业务为先进封装技术服务,包括晶圆级扇出型封装等先进封装技术能力。
8.长电科技:5月19日互动表示:目前,长电科技高密度扇出型集成封装技术可提供从设计到生产的交钥匙服务,助力客户显著提升芯片系统集成度,为高性能计算应用提供卓越的微系统集成解决方案。公司在算力芯片相关的大尺寸倒装及晶圆级扇出型封装已经积累多年的量产经验,并一直与不同的晶圆厂在最先进制程的硅节点上进行合作。
材料端:
9.华海诚科:华为参股公司,在接待机构投资者调研时表示,目前公司自主研发的颗粒状环氧塑封料(GMC)EMG-900-C产品系列和液态塑封料(LMC)可以用于扇出型晶圆级封装。
10.飞凯材料:7月13日在互动平台表示,公司MUF材料产品包括液体封装材料LMC及GMC颗粒封装料中,目前液体封装材料LMC已经量产并形成少量销售,颗粒填充封装料GMC尚处于研发送样阶段。扇出型晶圆级封装需要用到LMC和GMC。
受益先后顺序:设备>封测>材料