三星先進封裝戰略：扇出型面板級封裝（FOPLP）

微訪談：三星電機副總裁Richard（KwangWook）Bae

據麥姆斯咨詢介紹，為了降低成本，半導體行業一直在致力於開發創新的解決方案。而終端客戶則一直在尋求具有更高性能的低成本封裝解決方案。

面板級封裝（PLP）就是一種從晶圓和條帶級向更大尺寸面板級轉換的方案。由於其潛在的成本效益和更高的製造效率，吸引了市場的廣泛關注。由於面板的大尺寸和更高的載具使用率（95％），它還帶來了遠高於晶圓級尺寸扇出型晶圓級封裝（FOWLP）的規模經濟效益，並且能夠做到大型封裝的批量生產。

在應用和市場方面，許多封裝技術可以被視為PLP，但由於FOWLP的成功和市場認識，使FOPLP吸引了更多關注，包括許多不同商業模式的廠商，例如外包半導體組裝和測試廠商（OSAT）、集成器件製造商（IDM）、代工廠、基板製造商和平板顯示（FPD）廠商。它們感覺有機會通過扇出型技術涉足先進封裝業務。

經過多年的發展，FOPLP已經成功開發，2018年至2020年期間將有多家廠商開始量產。FOPLP將成為增長最快的封裝平台之一：根據Yole在2018年發布的《板級封裝（PLP）技術及市場趨勢-2018版》報告，FOPLP市場將在2017~2023年期間以驚人的79%復合年增長率（CAGR）在2023年增長至約2.79億美元。

板級封裝平台的市場驅動因素

眾多涉足FOPLP業務的廠商中，三星電機（SEMCO）可能是最激進的：這家領先的公司過去兩年來在該領域投資超過4億美元，並最終利用該技術為其新款消費類產品——Galaxy Watch智能手表生產集成應用處理器單元（APU）。

憑借這一高密度FOPLP的首次亮相，SEMCO率先宣布了FOPLP的到來。利用這項技術，三星Galaxy Watch將電源管理集成電路（PMIC）、應用處理器和動態隨機存取存儲（DRAM）都集成在了同一個大型封裝中（稱為SiP-ePoP）。PMIC和應用處理器晶片並排放置，利用一個嵌入式PCB基板做到封裝中頂部/底部的連接。

針對這款產品，麥姆斯咨詢合作夥伴——System Plus Consulting近期發布了一份題為《Exynos 9110：三星第一代扇出型面板級封裝（FOPLP）》的報告。

隨著FOPLP在智能手表中的應用，三星顯然正準備在消費領域大展拳腳。除了智能手表，移動市場應該很快會受到FOPLP應用的影響。憑借這一戰略性技術選擇，SEMCO明確瞄準了台積電（TSMC）在高密度扇出封裝領域的主管地位，並為FOPLP的技術開發制定了積極的發展路線圖。現在，巨頭之間在高端扇出型封裝領域的較量即將上演。

在此背景下，Yole韓國分部負責人兼首席分析師Santosh Kumar最近採訪了SEMCO副總裁兼企業戰略與規劃團隊負責人Richard（KwangWook）Bae，了解了SEMCO近期的FOPLP發展情況，以及他們對FOPLP業務的願景和未來趨勢的看法。

Santosh Kumar（以下簡稱SK）：請您簡要介紹一下SEMCO及其業務。

Richard（KwangWook）Bae（以下簡稱RB）：SEMCO成立於1973年，是三星集團的附屬子公司。SEMCO的全稱是Samsung Electro-Mechanics，是電子元件行業的主管者之一。

我們的總部位於韓國水原。海外工廠位於中國、泰國、菲律賓和越南。我們還在美國、歐洲、日本、中國和東南亞設有銷售辦事處。

SEMCO現在主要由三個業務部門組成：

• 元件解決方案，生產無源元件，如多層陶瓷電容（MLCC）和電感；

• 基板解決方案，生產高密度互連板（HDI）、封裝基板和RFPCB；

• 模組解決方案，生產錄影頭模組、WiFi模組。

2016年，我們成立了新的FOPLP部門，並建設了生產線。我們開始為2018年8月發布的Galaxy Watch製造用於應用處理器（AP）的FOPLP產品。

SK：恭喜你們成為第一家FOPLP進入量產的廠商。您能否介紹一下SEMCO的FOPLP技術，包括面板尺寸和技術規格。

RB：我們使用510 x 415mm尺寸的面板製造FOPLP，但我們已經開發出了高達800 x 600mm規格的面板。因此，面板尺寸可以根據客戶要求更改。

我們用於Galaxy Watch的FOPLP有3個重布線層（RDL）和1個背面RDL（Backside RDL）。我們將標準的層疊（PoP）結構應用於AP和PMIC的多晶片封裝。通過應用FOPLP，我們可以將封裝的厚度減少20％以上，從而提高了電氣和熱性能，並有助於擴大產品的電池容量。

SK：涉足扇出型封裝業務，SEMCO進入了由OSAT和一家大型代工廠主導的領域。您如何看待面臨的挑戰？您認為誰將是你們在扇出型封裝領域更大的競爭對手：代工廠還是OSAT？未來，你們是否計劃擴展封裝服務組合？

RB：我認為半導體行業未來將劃分為兩大板塊：

• 獨特的業務仍然存在：代工廠、OSAT、基板公司將維持自己的業務；

• 供應鏈的分工將逐漸變得模糊，前端和後端之間的邊界將不再那麼分明。

從根本上來說，我們認為未來代工廠、OSAT、基板公司自己的業務將繼續維持。但是，在前端和後端整合的部分，我認為需要三個條件：

1、大規模投資；

2、克服技術障礙；

3、克服先進節點晶圓的供應問題。

SK：從經濟角度來看，產業對於面板級扇出封裝的可行性存在一些疑慮。大多數廠商認為，由於市場規模還不足以滿足產線的滿產運行，因此，行業仍然沒有做好迎接扇出型面板級封裝的準備。您對這種觀點有什麼看法？

RB：首先，AP、PMIC等單晶片封裝需要大規模生產，因此需求量預計已經足夠了。我們正在與客戶合作以響應它們的要求。此外，對於異構集成和扇出型系統級封裝（FOSiP），多個晶片將被封裝到一個大型封裝中。

面板級比晶圓級更具競爭力。隨著封裝尺寸的增長，晶圓面積的利用率正在降低。因此，對於FOSiP，來自面板的封裝數量多於來自晶圓的封裝數量。由於這些原因，FOPLP應該有利於異構集成或FOSiP。此外，各種應用的市場需求也將繼續增長。

SK：就晶片/封裝尺寸方面，扇出型面板封裝的優勢在哪里體現？對於此類封裝尺寸，轉換到面板級封裝，您預計可以降低多少成本？

RB：目前FOPLP主要用於移動應用。但在不久的將來，FOPLP將擴展到尺寸超過15 x 15的異構集成。

到2020年或2021年，由於5G、人工智能（AI）、自動駕駛和服務器需求，對模塊化和高速數據處理的需求將急劇增長。FOPLP可以滿足這些需求，因此在多晶片封裝方面，FOPLP將成為主流。

FOPLP和FOWLP之間的比較，僅在成本方面進行了討論。但是，我認為FOPLP有兩種類型的應用，一種是成本驅動型，另一種是性能驅動型。在成本驅動的領域，FOPLP在生產方面具有優勢。然而，就性能驅動的應用而言，由於SEMCO設計的架構，FOPLP在精細間距方面更勝一籌，同時改善了熱性能和電氣性能。因此，對於扇出系統級封裝和異構集成它都能勝任。

Galaxy手表及Exynos 9110拆解與逆向分析

SK：SEMCO是主要的基板供應商之一。您如何看待扇出型封裝的廣泛應用對基板業務產生的不利影響？SEMCO的應對策略是什麼？

RB：SEMCO已經為無源和有源器件的嵌入技術準備了10餘年。由於半導體節點在不斷縮小，我們認為封裝基板應該做出改變。

基於這些準備，我們及時開發出了FOPLP，並積極響應需要扇出封裝的市場，例如高階AP、記憶體和小型IC等。

我們專注於無源元件（包括MLCC、基板和模組）等電子元件。因此，我們可以通過其他組件的定制化來優化FOSiP。

此外，還有一些應用需要繼續使用現有的封裝基板。並非所有應用都會從基板轉向PLP。因此，這不是一場零和遊戲。此外，基板業務將支持FOPLP業務。

基於基板和PLP技術，我們可以更好地響應客戶需求和技術的變化。

SK：你們的FOPLP面向哪些細分應用和器件？

RB：SEMCO為Galaxy Watch做到了FOPLP的全球首次量產。此外，我們期望將FOPLP不僅應用於小型IC，還包括AI、5G、汽車和服務器等高性能計算（HPC）應用。特別是，我們為各種應用開發了下一代扇出型系統級封裝模組（FOSiP）。

SK：許多設備供應商已經開發了應用於面板級扇出技術的機台。在您看來，設備供應鏈中存在哪些差距需要解決？

RB：SEMCO自2015年以來一直與全球設備公司共同開發FOPLP。我們得到了這些公司的充分支持，因此未來不會出現問題。

SK：面板尺寸的標準化是面板級扇出應用的瓶頸之一。許多廠商正在研究不同的面板尺寸。您認為這個問題將如何解決？

RB：我們使用415 x 510面板，因為它是我們當前應用的最高效的尺寸。此外，在市場上，我們的面板尺寸被認為足以滿足當前的應用。

由於SEMCO擁有基板業務，我們已經擁有更大面板的批量生產經驗。我們可以將這些積累用於FOPLP業務。我們可以靈活地響應面板尺寸的變化，不會有任何問題。

對於成本驅動的應用，目前有幾家供應商正在開發FOPLP。在這種情況下，如果面板尺寸、載具和材料是標準化的，我認為這對FOPLP生態系統是有利的。

SK：與FOWLP相比，您是否看到FOPLP對模塑膠、介電材料、電鍍化學等材料的特殊要求？

RB：基本上，FOWLP和FOPLP使用類似的PID材料、設備和條件。不同之處在於形狀和材料不同的載具類型。

SK：FOPLP面臨的主要技術挑戰是什麼？你們如何應對這些挑戰？

RB：FOPLP中的技術問題主要包括大面積RDL形成、焦深裕度（DoF margin）、晶片位移、翹曲處理和微粒控制。SEMCO已經解決了這些挑戰，掌握了控制技術。

SK：您認為FOPLP市場將如何發展？更廣泛應用的主要障礙是什麼？

RB：到2020年或2021年，由於5G、AI、自動駕駛和服務器等高性能計算需求，半導體器件將變得更加複雜。同時，還將需要在存儲器和邏輯晶片之間進行高速數據傳輸。由於FOPLP能夠通過多晶片封裝做到高速數據傳輸，因而將促進FOPLP的更廣泛應用。

SK：對於異構集成和2/2 L/S或以下的封裝能力，您是否認為面板級扇出路線圖和晶圓級扇出路線圖一致（甚至超過）？SEMCO未來5年的FOPLP路線圖（在封裝設計參數方面，如RDL L / S和層數、間距、厚度、尺寸等）將如何規劃？

RB：如前所述，FOWLP和FOPLP是類似的技術。所以路線圖和目標應用基本相似。

不過，PoP堆疊的間距規格有差異。由於結構上的差異，我們的PLP可以獲得更好的間距。此外，PLP具有不需要晶片凸點的優勢。

作為電子器件工程聯合委員會（JEDEC）標準， 2/2 L/S足以滿足未來高性能計算或FOSiP等高端應用的需求。很少需要低於2/2的L/S，那些僅是一些特殊產品的利基市場。

延伸閱讀：

《板級封裝（PLP）技術及市場趨勢-2018版》

《Exynos 9110：三星第一代扇出型面板級封裝（FO-PLP）》

《先進封裝產業現狀-2018版》

《先進基板技術及市場現狀-2018版：嵌入式晶片和互聯、基板式PCB趨勢》

《手機應用的先進射頻（RF）系統級封裝-2017版》

《扇出型封裝技術和市場趨勢-2017版》

《MEMS封裝市場及技術發展趨勢-2017版》

原文鏈接：http://www.mems.me/mems/micro-interview_201812/7491.html