传统上，半导体的工艺演进只看制造环节，但伴随平面微缩技术接近物理极限，封装技术在先进工艺发展中的作用越来越大。
文︱王树一
图︱网络
由于技术门槛和附加值相对较低，封装测试环节最早从芯片加工制造过程中被剥离，成为独立子行业，这就是封装测试业被简称为OSAT（外包封测业务，Outsourced Semiconductor Assembly and Test）的原因，其重心也最早从欧美转移到亚洲地区。
传统上，半导体的工艺演进只看制造环节，但伴随平面微缩技术接近物理极限，封装技术在先进工艺发展中的作用越来越大。
“钓到了一条大鱼”
在2019中国封装测试技术与市场年会上，中国工程院许居衍院士就指出，经典2D缩放已经“耗尽”现有的技术资源，由于复杂SoC投入大、风险高、开发周期长，单纯依靠平面工艺尺寸微缩来实现性能翻番的方法已经失灵。三维集成，尤其是三维异质集成，成为当前最受关注的提高集成度的技术方向。
中芯国际联席首席执行官赵海军也表示，摩尔定律红利剩下的节点不多了，但系统复杂度需求仍将按原来的轨道继续走下去。方法就是把增加的部分放到另外的芯片中去，然后叠拼起来，采用系统封装方式来增加集成度。
赵海军进一步指出，由于先进工艺技术的学习曲线成本太高，把一个大芯片分成几个小芯片来生产以后，在封装层面上实现系统集成，可以让成品率大幅度提高，提前完成升级换代。
封装成为撬动集成度演进的新支点，从主要厂商的投入程度也可以看出来。近日，英特尔就在中国召开媒体会，罕见地专门介绍其先进封装技术，并将封装作为六大支柱技术之一的一部分。通过封装级集成和SoC分解，在封装层面实现更好的PPA（功耗、性能、面积），从而延续摩尔定律。
而全球晶圆代工龙头台积电，在张忠谋退而复出之际，就开始筹划进入封装领域，而封装成为与三星争夺苹果手机处理器订单的胜负手。“工艺那么落后，有什么好做的？”亚智科技股份有限公司资深销售处长简伟铨告诉探索科技（techsugar），最开始台积电内部并不看好封测项目，但真正做进去以后，发现封装技术对先进工艺的支撑不容小觑，“我们钓到了一条大鱼”。
多方获益的面板级扇出型封装
帮助台积电钓到大鱼的技术，就是晶圆级扇出封装（FO-WLP），台积电称之为InFO(整合型扇出封装，Integrated Fan-out)。
据亚智科技股份有限公司资深技术经理郑海鹏介绍，扇出型封装最早由飞思卡尔（现恩智浦）在2007年引入量产，飞思卡尔的扇出型封装被命名为RCP，即芯片重组封装（RCP，Redistributed Chip Package），是系统级封装的一种。英飞凌、英特尔等整合元件制造商（IDM）也随后推出类似的封装，日月光、长电等封测厂商则更晚一点推出类似封装。
由于良率和成本的问题，早期扇出型封装的市场接受度并不高，扇出型封装真正开始火爆是在台积电2016年量产InFO以后。利用InFO，台积电将 16 纳米逻辑 SoC 芯片和 DRAM 芯片做整合，达到了功耗低、体积小、散热佳、频宽高的效果，并于当年拿下苹果手机处理器的全部订单。
在先进封装技术上尝到甜头的台积电一发不可收，继续加大制造工艺与封装工艺的联合研发，据供应链消息，现在台积电最先进的7纳米制程芯片，其封装指定只能在台积电工厂生产。
晶圆级扇出封装，非常适合台积电这种代工企业，因为可以利用旧晶圆制造产线来改造成封装制造产线（在晶圆上做封装），但封测企业则需要较大投入。产业界还在开发的一种扇出型封装技术，即面板级扇出封装（FO-PLP，Fan-Out Panel Level Package）。
顾名思义，面板级扇出封装利用面板设备来做封装，相比晶圆级扇出封装，具有成本低、面积使用率高（生产效率高）等特点。不像半导体制造中旧工艺仍有客户使用，由于小尺寸平面显示器市场需求已经极度萎缩，面板厂已经开始将小尺寸产线淘汰，但是这些小尺寸面板生产线，可以通过生产面板级扇出封装，继续发挥余热。对面板厂商而言，这是有益无害的尝试。
郑海鹏还表示，由于扇出型封装都不需要底板，PCB厂商不免担心被挤出系统级封装市场。有了面板级扇出封装，PCB厂商也可以通过技术改造和设备升级，快速跨入先进封装市场。
而对传统封测厂而言，投资FOPLP产线的成本，也相对更低。
旧市场的扩充，新技术的导入
作为总部在德国的设备厂商，亚智的优势是在光伏、面板和PCB市场，在封测领域是地道的新人。当被问到为何会进入封测设备市场，简伟铨解释，目前亚智在封测领域的尝试会集中在面板级扇出封装上，而在这个方向，亚智之前在面板领域和PCB领域的经验都可以借鉴。
“这是旧市场的扩充，与新技术的导入”，郑海鹏认为，面板级扇出封装是新技术，但扇出封装市场已经被培育起来，所以只要技术开发顺利，量产以后并不用担心市场需求。郑海鹏还表示，与晶圆级扇出封装相比，面板级扇出封装，将会集中在相对中低端的应用，高端高性能扇出型封装，还是会采用晶圆级封装。
目前已经有三星等厂商在尝试面板级扇出封装，但简伟铨认为，面板级扇出封装真正在市场上有良好表现，还要等三五年。“市场对新技术有一个接受期，就像OLED，最早推出OLED技术的厂商，并未在市场上取得先机。”
新技术的引入，也许走错方向，最终销声匿迹；也许突破障碍，成长为市场上不可忽视的力量；甚至一飞冲天颠倒阴阳，改变了原有格局。不管哪种方式，技术发展史总是难易相间、阴阳交织地螺旋式上升，循环往复，以至无穷。
END
