（文/姜羽桐）尽管开足马力，但台积电仍然被大潮汹涌的CoWoS产能需求所淹没；而身侧，“矩形战士”FOPLP(扇出型面板级封装)被寄予厚望，成为AI芯片厂商的下一个选择。
消息人士指出，为打破CoWoS产能吃紧，“独霸”AI先进封装的局面，英伟达最快将于2026年导入FOPLP，英特尔、AMD亦纷纷“站队”，带动日月光、力成、群创等产业链相关厂商加速布局。眼下，被市场看好的FOPLP正加速走上AI舞台，迎接属于它的历史时刻。
CoWoS紧缺，遏制AI芯片大厂
谁也想不到，在人工智能芯片市场上“杀疯了”的大厂，竟被CoWoS堵住去路，扼住产能的咽喉。台积电董事长魏哲家日前表示：“AI芯片带动CoWoS先进封装需求持续强劲，今年CoWoS产能超过倍增，仍严重供不应求，明年很可能会持续紧缺。”
作为2.5D/3D封装技术佼佼者，CoWoS与AI GPU上所需的HBM(高带宽内存)相辅相成，随着市场对人工智能芯片需求旺盛，曾经昂贵到“一无是处”的CoWoS变得炙手可热。以英伟达为例，其A100、A800、A30、H100、H800、GH200等芯片均依赖台积电CoWoS-S封装技术，还包括AMD、博通等公司。因此当CoWoS产能受限，首先感到痛苦的就是AI芯片大厂。
TrendForce集邦咨询指出，台积电CoWoS先进封装厂在中国台湾地区的主要分布在桃园龙潭(扩充CoWoS)、新竹竹科、苗栗竹南、苗栗铜锣、台中中科、嘉义嘉科台南南科（接收龙潭InFO产能调配）。其中，台积电在嘉义科学园区建设两座CoWoS先进封装厂，第一座P1厂已于5月动工，但挖到疑似遗址，目前已先暂停P1厂施工，并同步启动第二座CoWoS厂(P2厂)工程。
2024年，台积电CoWoS产能划分中，英伟达占比超50%，博通居次，其他产能则由AMD、赛灵思、亚马逊、世芯-KY、美满电子等分去。据传为解决CoWoS产能问题，英伟达CEO黄仁勋曾在6月到访台积电总部，与董事长魏哲家、创始人张忠谋会面，要求台积电为英伟达建立一条专用的CoWoS产线。这一提议遭到台积电高层质疑，场面一度紧张。
尽管台积电对CoWos作出扩产动作，但供应紧张仍然是不争的事实。业内人士分析，今年底台积电CoWoS月产能将提升至超过3万片，台积电以外供应商月产能可提升至5000片，预估2025年底，台积电CoWoS月产能有机会超过4万片。但这远远不够，仅英伟达一家对CoWoS的需求就超过4.5万片晶圆。
在此背景下，FOPLP悄然崛起。据媒体报道，英伟达、AMD已和封装厂商日月光洽谈FOPLP封装产能的支持，而台积电、三星和英特尔也开始切入FOPLP相关技术的研究。
图片来源：群创
“矩形晶圆”上场，FOPLP抬头
2017年11月21日，时任台积电董事长的张忠谋曾指着身旁记者手中的iPhone说：“这个就有InFO(集成式扇出型封装)，从iPhone 7就开始了，现在继续在用，iPhone 8、iPhone X，以后别的手机也会开始用这个技术。”
张忠谋提及的InFO封装技术在2016年开发，此后成功地应用在苹果iPhone7的A10应用处理器上，此后专业封测代工厂(OSAT)竞相发展扇出型封装技术两大分支——FOWLP(扇出型晶圆级封装)、FOPLP(扇出型面板级封装)。
通俗地讲，FOWLP一般直接在晶圆上进行大多数或全部封装测试程序，再进行切割制成单颗组件，较传统封装提供更小的封装尺寸；FOPLP最大的不同在于，从原本制程的改变到直接将基板材质变成“玻璃材料”，可容纳更多I／O数，且效能更强大。
两者对比，FOPLP的优势主要为：1）12寸晶圆的面积为70659 mm2，而PLP基板面积可超过360000mm2；2）得益于矩形面积，FOPLP面积使用率通常>95%（FOWLP则<85%）。这使得同比例下，300mm x 300mm的矩形面板比同尺寸12英寸的晶圆可以多容纳1.64倍的die(裸片)。
图片：扇出型封装（a）晶圆形式和（b）面板形式
比较公开的说法是，台积电的FOPLP可视为矩形的InFO技术的升级版，其使用矩形的玻璃面板或印刷电路板，尺寸也不仅仅是510mm x 515mm，还有更大的600 mm x 600mm。当基板面积增加，芯片制造成本往往逐渐下降——从200mm过渡到300mm大约能节省25%的成本，而从300mm过渡到板级封装，则能节约高达66%的成本。因而从经济角度考虑，FOPLP相较FOWLP存在多项优势。
目前而言，并非新技术的FOPLP在今年翻红，主要由两大因素驱动。盛美上海工艺副总裁贾照伟说：“首先是业界对AI芯片需求大增，FOPLP在面积上、成本上具有优势；其次，国际巨头带头推动FOPLP走上舞台。但需要强调的是，该技术的走俏主要得益于前期积累，在当下爆发了。”
市场也给出了相当乐观的预判——Yole Intelligence在《扇出型封装2023》报告中指出：“2022年FOPLP市场规模约为4100万美元，预计未来五年将呈现32.5%显著复合年增长率，到2028年将增长至2.21亿美元。”此外，FOPLP市场份额相较于FOWLP而言，也将从2022年的2%上升至2028年的8%，可谓通赢。
设备、技术、工艺“挑战重重”
TrendForce预估，目前FOPLP封装技术将率先在消费性IC领域得到应用，量产时间可能在2024年下半年至2026年；至于AI GPU，则要到2027—2028年了。
从调研机构给出的时间线可知，虽然业界看好并投射了诸多期待，但 FOPLP目前仍然是非常小众的市场，距离真正落地AI领域尚需时日（起码3年）。而根据群创等公司的描述，目前FOPLP多用于物联网、车载芯片等领域，在AI芯片方面尚需投入资源攻关。
“尽管FOPLP由AI需求推动，但AI领域的量产应该说还没有发生。”贾照伟说道，目前FOPLP“取代”CoWos的消息层出不穷，但CoWos在技术指标上仍然是非常优秀的，技术含量高且应用成熟。如果在FOPLP冲锋过程中，CoWos产能大幅提升且成本降低，那么FOPLP商业落地将面临一定风险。
诚然，FOPLP技术主要优势为低单位成本及大封装尺寸，但劣势也非常清晰，技术商业化进程存在高度不确定性——
首先是设备投资，从300mm圆形晶圆转换到最大650mm x 650mm的矩形面板需要大量投资。同时，非圆形的大面积面板需要在金属沉积、电镀和蚀刻等工艺中保持一致性，这对设备的设计和控制能力提出了严峻挑战。
其次从技术上来看，随着面板尺寸增大，翘曲问题变得更加严重。大面积面板的材料在不同温度下的膨胀和收缩不一致，导致在组装过程中易出现翘曲、材料收缩和芯片移位等问题，亟待解决。
再次就工艺而言，面板级封装工艺流程复杂，需要在更大面积上实现工艺的均匀性和一致性，需要进行重大的工艺开发。还有，目前生产工艺通常用于消费品和可穿戴设备，采用较宽的RDL间距和较少的层数，而FOPLP更先进的面板工艺节点仍处于试生产阶段。
最后还有规格问题。尽管业界曾努力将这一问题标准化，但矩形面板似乎陷入“没有最大，只有更大”的怪圈。仅知的就有300mm x 300mm、510mm x 415mm、515mm x 510mm、600mm x 600mm、615mm x 625mm、620mm x 750mm、700mm x 700mm、800 x 600mm、800mm x 800mm……固然大尺寸具有更好的成本优势，但基板翘曲、精度和良率等问题也将再次放大。
供应链“抢攻”，FOPLP炙手可热
上述工作的准备，即使强大如台积电，也不能在短时间内得到解决。魏哲家在7月确认，台积电正紧锣密鼓地推进FOPLP工艺，已成立专门的研发团队和生产线，只是目前仍处于起步阶段，相关成果可能会在3年内问世。
台积电之外，日月光、力成、群创等台湾厂商也积极布局FOPLP等先进封装方案。力成指出，2016年开始设立FOPLP生产线，2019年开始量产，2021年扩充FOPLP产线，今年以异质整合技术，推动新一代规格尺寸较大的面板级封装量产；群创总经理杨柱祥表示，公司布局FOPLP三项制程，将以今年底率先量产的先晶片(Chip First)制程技术优先，预计今年底量产，明年第一季显著贡献营收；日月光也积极布局FOPLP，营运长吴田玉指出，投控在相关布局超过5年，持续与客户合作，预估最快2025年第二季设备到位。
大陆方面同样紧追不舍。早在2018年，华润微就与新加坡PEP Innovation合作成立重庆矽磐微电子项目，聚焦面板级封装从而切入先进封装领域，该项目已于2020年12月大批量生产；2023年12月，华天科技全资子公司华天江苏拟与自然人肖智轶，以及盘芯创投、盘起投资、盘升投资、盘时投资、盘势投资发起设立盘古半导体，进军FOPLP。而这一赛道的各环节上至少还包括，长电科技、奕成科技、奕斯伟、天芯互联、中科四合、矽迈微电子、广东佛智芯、华海诚科、劲拓股份、曼恩斯特、富天沣微电子等。
而最新消息是，盛美上海于8月8日推出用于扇出型面板级封装(FOPLP)的Ultra ECP ap-p面板级电镀设备，“强调”可加工尺寸高达515 x 510mm的面板，同时具有600 x 600mm版本可供选择，同时兼容有机基板和玻璃基板。有业内人士认为，该设备的发布可以视作盛美上海进军FOPLP的重要标志。
尽管半导体产业链纷纷布局FOPLP，且前景喜人，但该赛道进入量产阶段的厂商并不算多，整体规模仍然较小，设备、材料等成本相对偏高，可谓挑战重重。只能说，低成本优势固然美好，但想要落在具体产线上尚需时日。
