迎先進封裝大時代!
三大趨勢浪潮報你知

近期在AI熱潮帶動下,CoWoS需求全面引爆,且產能極度供不應求,包括晶圓代工龍頭、IDM、專業封測代工廠(OSAT)無不積極搶進先進封裝領域,成為這波產業不景氣下的少數亮點之一。本次MoneyDJ理財網專題將匯集當前受到關注的三大先進封裝技術,帶您迅速瞭解未來發展趨勢及商機。

封裝技術發展進程

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台積、Intel 
先進封裝大較勁

台積CoWoS熱!
SoIC下一世代殺手鐧

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NVIDIA領軍的AI浪潮下,CoWoS需求激增三倍,迫使台積電須全力擴充CoWoS產能,業界預估,CoWoS明年底月產能可望達到3~3.4萬片,如同台積電董事長劉德音所述,CoWoS短缺是暫時現象,預期一年半以後,就可以趕上。

CoWoS已是發展15年的成熟技術,台積電目前更押寶在3D堆疊的SoIC。首發大客戶AMD MI300採用SoIC(系統整合晶片)搭配CoWoS,如果成功,AMD可望在AI伺服器領域攻城掠地,而台積電的SoIC也將有代表作。

而最大客戶蘋果也對SoIC興致勃勃,據傳將採取SoIC搭配Hybrid molding (熱塑碳纖板複合成型技術),目前正小量試產,預計2025年量產,應用在Mac、iPad等產品。

英特爾看好玻璃基板
已有客戶洽詢中

英特爾則押注玻璃基板,主因玻璃的硬度優於有機材質,並且熱膨脹系數低,不像有機基板那樣會發生膨脹和彎曲,可提高晶片基板強度,並增加能源傳遞效率,適用於大尺寸封裝。
英特爾封裝技術開發資深總監 Pat Stover指出,在英特爾IDM2.0的戰略下,即便客戶未在晶圓代工廠下單,也可使用先進封裝服務,目前已有洽談中的客戶,當中包含美系雲端業者。
業界則認為,英特爾推行玻璃基板,主要係考量旗下產品通訊晶片需求,而推行高玻璃通孔(TGV)技術;並預期台積電及封測廠不會跟進,仍將採用矽通孔(TSV)的中介層(interposer)。

OSAT不缺席
爭取訂單外溢機會

台積電將CoWoS中的WoS流程委外已運作一段時間,主要鎖定針對一些小批量、高效能晶片,將高利潤、技術層次高的CoW部分握緊在手,而利潤較低的oS則交給封測廠操刀,藉由封測協力夥伴的通力協助,可提升生產效率及靈活性,這樣的合作方式在未來3D IC世代也將持續。

業界表示,日月光投控(3711)、Amkor都展現在先進封裝的野心,日月光旗下的矽品除承接WoS段訂單外,也同步跨足認證CoW段,以因應客戶需求;而Amkor身為NVIDIA第二封測供應鏈,承接前後段訂單,預期明年有望增量。

業界認為,在CoWoS產能排擠效應下,確實有更多廠商採用封測廠的2.5D封裝方案。封測廠跟晶圓廠在先進封裝市場的定位與優勢不同,彼此的合作關係大於競爭,目前包括日月光(3711)、Amkor、長電科技等封測大廠早已具備先進封裝技術,且因具備技術升級及價格優勢,可望成為大廠另一個選擇方案。未來高階產品訂單應緊握在台積手上,中高階則是封測廠的機會。

AI帶動的先進封裝需求狂熱一路延伸到OSAT,未來隨著AI市場大餅快速增胖、先進封裝需求暴增,相關業者機會進一步擴充產能,對設備業者相當有利。以交期來看,今年下半年至明年首季將進入交機高峰,有望持續挹注設備業者營收。

以CoWoS設備來看,濕製程設備主要有弘塑(3131)、辛耘(3583),供貨產品有自動濕式清洗機台(Wet Bench)、單晶圓旋轉清洗機(Single Wafer Spin Processor)等,其中弘塑同時跨足蝕刻、光阻去除製程;其它設備供應商還有萬潤(6187)、均豪(5443),例如提供AOI、點膠機、貼膜、烘烤等設備。

目前不少PCB設備商也積極卡位先進封裝,包括志聖(2467)、均華(6640)群翊(6664)、鈦昇(8027)…等,尤其英特爾對於吸納台積電的設備供應鏈態度相當積極,許多台廠也藉此同時卡位英特爾供應。三星雖在先進封裝也有許多著墨、技術層次不輸陣,但文化上仍傾向採用本土供應商,台廠暫時難以介入。

2.5D/3D先進封裝
台系設備/耗材供應鏈:

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扇出型面板級封裝
促面板廠產線活化

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理論上,面板級扇出型封裝(FOWLP)因載具面積大,可減少繞線層數,對降低製程成本有顯著的幫助,據估算,方形相較於晶圓的圓形有更高的利用率,可達到95%。
先前日月光(3711)、力成(6239)也曾積極推行FOWLP,其中力成竹科三廠原本規劃FOWLP為主力,目前合作對象為聯發科,主要生產電源管理IC,而日月光則是與高通配合,目前量能仍未顯著拉升。
業界指出,由於封測廠在面板翹曲等問題無法解決,導致FOWLP生產成本仍偏高,封測廠現將重心朝往其他先進封裝技術,FOWLP技術料將成為面板廠主導,以現有產線活化目的,

群創

2019年面板大廠群創宣布和工研院攜手合作,共同開發先進封裝技術。群創的 PLFOP是以3.5代線面板生產線為基礎架構,提供最高700x700的封裝基板,相當於一塊基板可容納6.9片12吋晶圓所生產出來的晶粒,單位封裝成本效益可望大幅降低。
群創董事長洪進揚表示,由於群創的3.5代線面板廠已經完成折舊攤提,等於設備的生產使用成本大幅度降低,採用PLFOP技術封裝的晶片不僅整體成本可望下降,同時可靠度亦將有所提升,PLFOP可望為台灣的先進封裝提供一個新的技術路徑。
群創的PLFOP目前已有數家客戶完成認證,小量生產中,並有不同應用的晶片仍在驗證過程中,後續群創面板3.5代線持續活化,將成為新的營收來源。

AI推升高速傳輸需求
矽光子、CPO封裝火熱

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隨AI浪潮席捲全球,對於雲端運算、巨量資料傳輸需求也急遽增加,矽光子及共同封裝光學元件(CPO)成為產業聚焦的新趨勢,Light Counting研調就預期,2022~2027年CPO技術年複合成長率將達19%訊號耗損或延遲。
在AI需求爆發下,超大規模資料中心啟動規格升級,而通訊模組規格也正朝往傳輸速率800G移動。過去100、400G 交換器仍多使用銅線傳輸,然進入800G時代,採用銅線傳輸已無法滿足巨量資料傳輸需求,採用「光訊號」運作的矽光子技術可將電轉換成更快的光,再透過 CPO 封裝整合為單一模組,成為產業積極推動的解決方案

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目前各科技巨頭都攜手供應鏈爭相投入矽光子及CPO相關技術研發,並由美國交換器晶片設計大廠擔綱領頭羊,除了一哥Broadcom外 ,NVIDIA則是透過收購 Mellanox切入市場;至於Cisco則是與被 Marvell 併購的Inphi共同開發。而台積電(2330)、日月光(3711)等指標性龍頭廠也全入投入相關技術,以配合客戶技術升級腳步。
進一步盤點矽光子供應鏈,中小型封測廠台星科(3265)、訊芯-KY(6451),以及測試介面的旺矽、穎崴、精測都有著墨,據了解,目前多數廠商都是與博通、Marvell配合。另設備廠部分,如辛耘(3583)、弘塑(3131)等也有與台積電配合專案,預計2025年面世。

目前市場預期,AI伺服器應用將大量推升800G的需求,而51.2T部分則預計2025年開始發酵,2025年後相關需求正式大爆發,CPO封裝將在2027年成為市場主流。有封測業者私下指出,目前比較像在「練兵階段」,都有客戶來洽詢合作,明年會有一些量,但要有感可能要等到2025年。

矽光子、CPO技術當前尚未發展到成熟階段、無標準化,可說是「兄弟登山各自努力」。也因傳輸媒介的革新,測試技術得有所調整,必須要有相對應的矽光測試設備,目前博通、Marvell都在設備端積極尋求合作及解決方案,但未來一併帶動的潛在商機,仍讓業者相當期待且想像無限。

CPO供應鏈圖

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製作小組

記者|王怡茹

設計|蔡涵綸