FOPLP概念股,早點名,扇出型面板級封裝提高基板利用率與封裝效率
近年受到AI應用興起,全球大型雲端服務供應商擴大對大型語言模型(LLM)與資料中心的資本支出,進一步推升AI晶片需求,然而要打造具備高效能的AI晶片就須仰賴先進製程、先進封裝等技術,晶圓代工大廠台積電(2330)持續加碼先進封裝產能投資,目前已具備整合型扇出封裝(Integrated Fan-Out,InFO)、CoWoS與SoIC等技術。
在AI快速發展,與摩爾定律發展趨緩的背景下,具備異質整合的先進封裝技術(Advanced Package)就成為半導體產業的發展重點,先進封裝即是將處理器、記憶體等多個晶片用堆疊的方式封裝在一起,增加處理器與記憶體間的傳輸效能,是發展5G、AI等應用的關鍵。
而有別於傳統封裝是先將晶圓切割成晶片後才封裝,先進封裝是採晶圓級封裝(Wafer Level Package),在矽晶圓先封完後才切割,且晶片的堆疊需要晶圓廠的製程支援,因此技術主要掌握在晶圓製造廠手中。
根據Yole最新發布的「2024年先進封裝狀況」報告,在目前全球IC封裝市場當中,有大約4~50%是屬於先進封裝,預估全球先進封裝產業產值將從23年的392億美元,成長至29年的695億美元,複合年平均成長率達11%,其中2.5D/3D封裝產值的複合年平均成長率為19%,大幅優於整體封裝產業,主要原因有以下幾點:首先,先進封裝產業仍屬發展初期,去年市場滲透率僅10~20%,目前仍在快速成長階段;AI需求快速增加,AI加速器需借助2.5D/3D封裝縮短晶片之間距離,並提高晶片效能;摩爾定律發展趨緩,製程升級時間拉長,與先進製程成本上漲,客戶採用Chiplet架構以節省成本;再來則是先進封裝良率提升,增加客戶導入意願等。
目前市面上有提供先進封裝技術服務的有台積電、三星與英特爾,而近年來,台積電每年皆以資本支出中的10%投入先進封裝,目前先進封裝市占率超過60%遙遙領先競爭對手。
以台積電的CoWoS技術來說,CoWoS的核心是將不同的晶片堆疊在同一片矽中介層實現多顆晶片互聯。在矽中介層(interposer)中,台積電使用微凸塊、矽穿孔(TSV)等技術,取代傳統引線鍵合,用於晶片與基板間連接,大大提高了晶片互連密度以及資料傳輸頻寬。
而根據不同的矽中介層,台積電的CoWoS封裝技術又可分為3種類型,分別是CoWoS-S、CoWoS-R與CoWoS-L,雖然台積電的CoWoS-S早在2011年就已推出,但有礙於當時缺乏終端應用,且價格昂貴,並未獲客戶採納。對此,台積電推出了廉價版CoWoS,也就是InFO技術,透過將原先CoWoS封裝中的矽中介層材料更換,從而降低成本和封裝高度,其中最有名的案例就是蘋果iPhone 7的A10處理器開始採用台積電InFO技術,使得InFO技術成為台積電在行動通訊與HPC市場成功的關鍵。
到了16年,輝達(Nvidia)推出首款採用CoWoS封裝的GPU晶片GP100,為全球AI熱潮拉開序幕,到了22年底的ChatGPT出現正式引爆AI需求,台積電CoWoS產能供不應求,董事長魏哲家數次在法說會上強調CoWoS需求非常強勁,台積電今年已經擴充CoWoS產能兩倍以上,但仍無法滿足客戶需求,後續如何降低CoWoS封裝成本,將是台積電未來要努力的方向。
近期在台積電十月舉行的法會中,對於有法人詢問台積電在CoWoS以外其他先進封裝技術布局。董事長魏哲家表示,台積電持續關注扇出型面板級封裝(FOPLP)技術,不過相關技術目前還尚未成熟,他個人預期要3年後FOPLP技術才可望成熟,台積電持續研發FOPLP技術,屆時可準備就緒。
雖然扇出型封裝(Fan-Out)已是發展相當成熟的技術,台積電在2009年即開始商業化量產扇出型晶圓級封裝(FOWLP),但相較於近期市場上討論度高的FOPLP,是將原先FOWLP的圓形矽基板,改為方型的玻璃基板,並透過面板產線進行IC封裝,由於方形基板可使用面積是圓形12吋晶圓的7倍之多,又具備容納更多的I/O數、體積更小、效能更強大、節省電力消耗等優勢,但目前FOPLP技術還在發展中,尚未大規模量產,面臨的困難主要來自於面板翹曲、均勻性與良率等問題,仍有待相關廠商與設備商合力優化,短期內AI晶片仍以台積電CoWoS封裝為主流。
法人認為,目前FOPLP產出的晶片多用於物聯網、車用晶片等領域,並沒有使用在AI晶片,或伺服器CPU等先進封裝製程中,但FOPLP的發展是長線可以留意的方向。
面板廠群創(3481)近年轉型的重點即是切入FOPLP,至於FOPLP貢獻獲利的時間點,群創表示期望在今年下半年量產,因為目前只有1條舊的3.5代線,即使全產全消也只有個位數營收貢獻,後續會看客戶的反應、未來的市場潛力,再評估擴產的空間和時間點。
此外,設備廠家登(3680)也有布局玻璃基板為基礎的面板級封裝傳送盒,新傳送盒產品預計明年量產;鈦昇(8027)在玻璃基板所需鑽孔、檢測、切割等多款設備均有著墨,目前以國內面板廠、東南亞封測代工業者出貨設備為主,法人看好未來有望卡位FOPLP商機。