- iphone7上的秘密武器,完全解码扇形封装
- 来源:大发电子平台游戏官网 发表于 2016/9/5
从今年年初就传出,苹果将在iphone 7上的a10处理器和天线开关模组使用扇形晶圆级封装(fan-out wafer level packaging,简称fowlp)技术取代传统pcb,而a10的制造商台积电正式fowlp技术的领先者。在台积电内部,他们把fowlp称作infowlp,其中in代表integrated,也就是集成的意思。如无意外,fowlp将如约出现在iphone7上。
研究机构yole developpement指出,2016年是扇出封装发展史上的重要转折点。在苹果(apple)与台积电的领导下,已发展多年的扇出封装技术未来将被更多芯片业者采纳。
yole先进封装与制造分析师jerome azemar表示,对扇出封装技术发展而言,2016年是重大转折点的原因有三:第一,苹果处理器的采用,为扇出封装创造出庞大的需求量,奠定规模经济的基础;第二,在台积电的技术突破下,扇出封装技术可支援的i/o数量大增。在此之前,扇出封装主要锁定的都是i/o数量较少的应用。第三,苹果可望发挥示范作用,吸引其他芯片业者加入使用扇出封装的行列。
扇出型封装的市场营收预测(按市场类型划分)
yole进一步预估,未来扇出封装可能会分成两种典型应用,其中之一是一般的单芯片的扇出封装,主要应用是基频处理器、电源管理、射频收发器等芯片。这是扇出封装的主要市场。另一个主流则是高密度扇出封装,主要针对应用处理器、记忆体等具备大量i/o接脚的芯片。yole认为,前者是稳定成长的市场,后者则还需要搭配出更多新的整合技术,因此发展上还有些不确定性,但未来的成长潜力非常巨大。
既然前景那么看好,我们有必要对fowlp有深入的了解。
什么是扇形晶圆级封装?
理论上,晶圆级封装由于不需要中介层(interposer)、填充物(underfill)与导线架,并且省略黏晶、打线等制程,因此能够大幅减少材料以及人工成本;除此之外,wlp大多采用重新分布(redistribution)与凸块(bumping)技术作为i/o绕线手段,因此wlp具有较小的封装尺寸与较佳电性表现的优势,目前多见于强调轻薄短小特性的可携式电子产品ic封装应用。
wlp封装优点包括成本低、散热佳、电性优良、信赖度高,且为芯片尺寸型封装,尺寸与厚度皆可达到更小要求等。wlp封装另一项优势在于封装制程采取整批作业,因此晶圆尺寸越大,批次封装数量越多,成本能压得更低,符合晶圆厂由8吋转进12吋发展趋势,wlp专业封测厂利润空间也可提高。
晶圆级封装的优势
传统的wlp封装多采用fan-in型态,应用于低接脚(pin)数的ic。但伴随ic讯号输出接脚数目增加,对锡球间距(ball pitch)的要求趋于严格,加上印刷电路板(pcb)构装对于ic封装后尺寸以及讯号输出接脚位置的调整需求,因此变化衍生出扩散型(fan-out)与fan-in加fan-out等各式新型wlp封装型态,其制程甚至跳脱传统wlp封装概念。
fan-out wlp的市场现状
大家都知道台积电本身是一个晶圆代工厂,但其实很多年前,台积电就布局封测产业。当时业界还为台积电的布局所震惊,而到了现在也是收成的时候了。
很多年前,台积电就透露已延伸于高阶封测的布局,有意力拱info(integrated fan-out)作为次世代大宗量产产品的主流封测技术,此举在封测产业投下震撼弹。业界评估,台积电跨足低成本的info产品线,应将着眼于手机应用处理器(ap)所采用的pop封装市场,现已有至少4家重量级客户正评估或即将采纳此方案,将成为目前主流封装厂的强劲威胁。
台积电原本在高阶封装技术上,定调将以cowos(chip on wafer on substrate)作为2.5d/3d ic重点研发方向,不过cowos因价格过高而为人诟病,近来在客户端的进展并不显著。为了取得主流应用产品,台积电近年来也积极开发fan-out pop技术,首波攻势便将聚焦于手机ap与存储堆叠的pop封装型态,而目前也已经成功夺得众家手机芯片重点厂商的关注。
封测业者指出,fan-out最显著的优势就是可以省去载板,因而成本可以较传统的pop封装至少下滑约2~3成以上,大幅节省芯片封装的成本,并可以应用于手机ap或其他rf、电源管理ic等大宗应用市场,这足以说明台积电想要抢快推出fan out技术的意图。
业界普遍看好fan-out技术在进入量产后,将有相当潜力来取代传统的覆晶封装如fccsp、fcbga等,因此,早在台积电宣布之前,近3年各家专业封测厂包括新科金朋(stats chippac)、艾克尔(amkor)、硅品、日月光等,均已将fan-out技术或者系出同源的内埋载板技术纳入先进制程蓝图中。
台积电购入高通龙潭厂后,正密集改造成该厂区,目标成为台积电先进封测重镇。台积电正积极购入先进封测设备,上周董事会通过核准1,253.58亿元资本预算,加速先进制程及封装产能扩充及布建。半导体设备厂表示,台积电将以提供具成本优势的info先进封装,提供主力客户苹果从晶圆代工到后段封测的统包服务,其中,单是为苹果提供的月产能即高达8.5万至9万片。
三星为了和台积电角逐,也在跟进这个技术。根据韩国英文媒体《the korea times》的报导,目前三星正研发新的扇形晶圆级封装技术,以企图在与台积电(tsmc)的激烈竞争中,多取得苹果iphone智能手机的处理器订单。未来,在该技术成功研发后,在高阶芯片的封装上将不再需要用到印刷电路板,可以使得智能手机未来的设计达到更薄、更高效能的发展。
报导中指出,被称做fowlp 的扇形晶圆级封装技术,未来将是三星从台积电手中抢回苹果订单的重要利器。报导引述一位匿名的分析师指出,虽然几乎已经笃定,台积电已经成为苹果2016 年将推出新款iphone 手机(iphone 7) 的处理器制造商。但是,透过fowlp 的扇形晶圆级封装技术,三星期望在下一代新款iphone 手机(iphone 7s) 从台积电手中抢回部分的订单。
除了台积电和三星之外,stats chippac(新加坡星科金朋)将利用jcet(江苏长电科技)的支持进一步投入扇出型封装技术的开发(2015年初,江苏长电科技以7.8亿美元收购了新加坡星科金朋);ase(日月光集团)则和deca technologies建立了深入的合作关系(2016年5月,deca technologies获日月光集团6000万美元投资,日月光集团则获得deca technologies的m系列扇出型晶圆级封装技术及工艺授权);amkor(安靠科技)、 spil(硅品科技)及powertech(力成科技)正瞄准未来的量产而处于扇出型封装技术的开发阶段。
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