出封裝
扇出封裝（Fan-Out, FO）技術(shù)通過獨(dú)特的封裝結(jié)構(gòu)與工藝創(chuàng)新，已滲透至移動(dòng)終端、高性能計(jì)算、汽車電子及5G通信等核心領(lǐng)域，成為推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)小型化、高性能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。本文聚焦其應(yīng)用與市場發(fā)展，分述如下:
扇出封裝應(yīng)用
各大制造商的扇出封裝技術(shù)
扇出封裝供應(yīng)鏈概述
扇出封裝應(yīng)用
一、移動(dòng)與消費(fèi)電子：輕薄化與功能集成
在智能手機(jī)領(lǐng)域，F(xiàn)O-WLP（扇出型晶圓級(jí)封裝）已成為高端芯片封裝的主流方案。以蘋果iPhone7系列為標(biāo)志，臺(tái)積電InFO PoP技術(shù)通過重構(gòu)層（RDL）實(shí)現(xiàn)AP（應(yīng)用處理器）與內(nèi)存的垂直堆疊，使整體封裝厚度從傳統(tǒng)方案的550μm大幅壓縮至231μm，直接驅(qū)動(dòng)了智能手機(jī)向超薄化演進(jìn)。
三星則通過FO-PLP（扇出型面板級(jí)封裝）技術(shù)，在Galaxy Watch智能手表中集成Exynos9110 APE（應(yīng)用處理器）與PMIC（電源管理芯片），其封裝面積較傳統(tǒng)方案縮小30%以上，同時(shí)保持了77GHz車規(guī)級(jí)雷達(dá)芯片的射頻性能穩(wěn)定性。
扇出封裝應(yīng)用場景有：
存儲(chǔ)器封裝：面對(duì)傳統(tǒng)FC-CSP（倒裝芯片級(jí)封裝）與MCeP（模塊核心嵌入式封裝）的厚度瓶頸，HD FO（高密度扇出）技術(shù)通過超細(xì)間距（最小L/S達(dá)1μm級(jí)）RDL布線，使AP+內(nèi)存PoP（堆疊封裝）厚度突破425μm限制，為電池容量擴(kuò)展與散熱設(shè)計(jì)留出空間。
可穿戴設(shè)備：在TWS耳機(jī)、智能手表等場景中，F(xiàn)O封裝憑借其優(yōu)異的熱機(jī)械性能，成功集成藍(lán)牙MCU、NOR閃存及PMIC，單設(shè)備封裝體積較傳統(tǒng)方案縮減50%以上。
二、電信與基礎(chǔ)設(shè)施：2.5D替代方案與加速
針對(duì)數(shù)據(jù)中心對(duì)高帶寬、低延遲的極致需求，UHD FO（超高密度扇出）技術(shù)提供了2.5D硅轉(zhuǎn)接板的性價(jià)比替代方案。其核心價(jià)值體現(xiàn)在：
網(wǎng)絡(luò)芯片重構(gòu)：將大型網(wǎng)絡(luò)處理器拆分為多個(gè)小芯片，通過UHD FO的RDL層實(shí)現(xiàn)100+ I/O密度互連，較傳統(tǒng)2.5D方案成本降低40%，同時(shí)保持SERDES（串行器/解串器）鏈路速率達(dá)112Gbps。
HBM集成：在GPU/ASIC與HBM（高帶寬內(nèi)存）的異構(gòu)集成中，UHD FO通過TSV（硅通孔）替代傳統(tǒng)中介層，使計(jì)算芯片與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)帶寬突破1TB/s，功耗降低30%。
典型案例包括：
AI加速器：某頭部廠商采用UHD FO封裝其AI訓(xùn)練芯片，實(shí)現(xiàn)HBM2E內(nèi)存與GPU的零間距互連，推理性能較PCIe接口方案提升8倍。
5G基站：通過FO封裝將毫米波前端模塊（FEM）與基帶芯片集成，使基站體積縮小至傳統(tǒng)方案的1/3，滿足5G小基站部署需求。
三、汽車電子：射頻性能與功能安全
在汽車?yán)走_(dá)領(lǐng)域，F(xiàn)O-AiP（扇出型封裝天線）技術(shù)已成為ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）的核心組件。
以聯(lián)發(fā)科Autus R10MT2706為例：
射頻優(yōu)化：通過在封裝內(nèi)嵌入天線陣列，并利用PCB接地層反射電磁波，使77GHz雷達(dá)信號(hào)損耗降低至0.8dB以下，盲區(qū)檢測精度達(dá)±5cm。
集成度突破：封裝面積僅39mm2，其中芯片占比25%、天線占比28%，較傳統(tǒng)AoP（封裝上天線）方案縮小83%，支持同時(shí)集成4顆雷達(dá)芯片實(shí)現(xiàn)360°環(huán)視。
該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于：
自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）：通過FO封裝雷達(dá)與攝像頭融合，實(shí)現(xiàn)100米內(nèi)行人識(shí)別響應(yīng)時(shí)間小于50ms。
自動(dòng)泊車輔助（APA）：在超窄車位場景中，F(xiàn)O雷達(dá)的角分辨率達(dá)1°，可精確識(shí)別0.1米級(jí)障礙物。
四、5G通信：毫米波頻段的封裝革命
面對(duì)5G毫米波（24GHz以上）的信號(hào)衰減挑戰(zhàn)，F(xiàn)O-AiP技術(shù)通過三大創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)突破：
低損耗材料：采用LCP（液晶聚合物）基板替代傳統(tǒng)PI（聚酰亞胺），使28GHz頻段插入損耗降低至0.3dB/mm。
相控陣集成：在iPhone毫米波模組中，通過FO封裝將8×8天線陣列與調(diào)制解調(diào)芯片垂直互連，實(shí)現(xiàn)波束成形角度±60°覆蓋。
熱管理優(yōu)化：在0.4mm超薄封裝體內(nèi)嵌入微通道散熱結(jié)構(gòu)，使連續(xù)波束掃描功耗控制在3W以內(nèi)。
據(jù)預(yù)測，單臺(tái)5G手機(jī)將集成3-4顆FO-AiP模組，覆蓋Sub-6GHz與毫米波雙頻段，推動(dòng)天線封裝市場規(guī)模在2026年突破80億美元。
各大制造商的扇出封裝技術(shù)
一、安靠：WLFO技術(shù)引領(lǐng)高密度集成
安靠通過收購葡萄牙Nanium（現(xiàn)ATEP）強(qiáng)化了其在扇出封裝領(lǐng)域的布局。其核心技術(shù)WLFO（Wafer-Level Fan-Out）基于eWLB技術(shù)演進(jìn)，具備以下特征：
產(chǎn)品矩陣豐富：涵蓋WLBGA、WLLGA、WLSiP、WL3D、WLPoP、WLMCM等，支持單芯片封裝及多芯片集成（如SiP、PoP）。
工藝創(chuàng)新：通過增加RDL層數(shù)（最多達(dá)6層）和芯片嵌入能力，實(shí)現(xiàn)高I/O密度（>2000個(gè)）和復(fù)雜架構(gòu)。例如，WL3D技術(shù)可將邏輯芯片與HBM垂直互連，帶寬密度達(dá)0.5TB/s/mm2。
市場定位：主打移動(dòng)終端（如AP+內(nèi)存PoP）、汽車?yán)走_(dá)（77GHz頻段）及IoT設(shè)備，其WLFO封裝厚度較傳統(tǒng)方案縮減40%，滿足輕薄化需求。
二、長電科技：3D eWLB技術(shù)驅(qū)動(dòng)異構(gòu)集成
長電科技通過收購星科金鵬（STATS ChipPAC）獲得eWLB核心技術(shù)，并推出3D eWLB平臺(tái)，核心優(yōu)勢包括：
超薄化設(shè)計(jì)：封裝厚度低至0.25mm，支持可穿戴設(shè)備（如TWS耳機(jī)）的緊湊設(shè)計(jì)。
高密度互連：通過細(xì)間距RDL實(shí)現(xiàn)多芯片堆疊，例如將AP、PMIC、RF模塊集成于單一封裝，面積減少60%。
應(yīng)用拓展：在汽車電子領(lǐng)域，其3D eWLB封裝已應(yīng)用于激光雷達(dá)（LiDAR）的信號(hào)處理芯片，耐受-40℃~125℃溫寬。
三、恩智浦：RCP技術(shù)聚焦電磁屏蔽與剛性
恩智浦的RCP（Redistributed Chip Package）技術(shù)由Nepes授權(quán)，與eWLB形成差異化競爭：
結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：采用涂膠塑封（而非壓模塑封）并嵌入銅結(jié)構(gòu)，提供電磁屏蔽（屏蔽效能>60dB）和機(jī)械剛性，適用于高功率器件（如汽車?yán)走_(dá)）。
典型應(yīng)用：NXP MR2001 77GHz雷達(dá)芯片采用RCP封裝，天線增益提升15%，滿足AEB（自動(dòng)緊急制動(dòng)）系統(tǒng)的毫秒級(jí)響應(yīng)需求。
局限性：工藝復(fù)雜度較高（增加銅層沉積步驟），成本較eWLB高出20%，限制了其在大規(guī)模消費(fèi)電子中的普及。
四、Deca：M-Series技術(shù)破解芯片偏移難題
Deca的M-Series FO技術(shù)通過自適應(yīng)圖案化（Adaptive Patterning?）解決芯片偏移問題，核心突破包括：
動(dòng)態(tài)校正：利用光學(xué)檢測實(shí)時(shí)調(diào)整RDL布線，匹配芯片實(shí)際位置，偏移量控制在±3μm以內(nèi)（傳統(tǒng)eWLB為±10μm）。
銅柱互連：芯片焊盤與RDL通過銅柱直接連接，減少寄生電感，適用于高頻應(yīng)用（如5G毫米波模組）。
商業(yè)化進(jìn)展：技術(shù)已授權(quán)給ASE（日月光）和Nepes，2021年Deca在菲律賓的產(chǎn)能達(dá)每月5000萬顆，支持蘋果iPhone的AiP模組生產(chǎn)。
五、日月光：面板級(jí)封裝與高頻應(yīng)用雙輪驅(qū)動(dòng)
日月光作為全球封測龍頭，通過多元化技術(shù)布局和產(chǎn)能擴(kuò)張，鞏固了其在扇出封裝領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，其技術(shù)演進(jìn)呈現(xiàn)三大方向：
1.技術(shù)矩陣覆蓋全場景
eWLB（授權(quán)自英飛凌）：作為FO-WLP基準(zhǔn)技術(shù)，采用面朝下（Face-Down）芯片先置工藝，支持單芯片嵌入及多芯片集成（如SiP、PoP），良率達(dá)99.5%，適用于大規(guī)模移動(dòng)終端封裝。
M-Series（授權(quán)自Deca）：通過自適應(yīng)圖案化技術(shù)解決芯片偏移問題，面朝上（Face-Up）結(jié)構(gòu)使芯片偏移量<±3μm，已應(yīng)用于蘋果iPhone的AiP模組。
FOCLP（Fan-Out Chip Last Package）：采用倒裝芯片（Flip-Chip）與無芯載板結(jié)合，后續(xù)嵌入模塑材料，解決I/O密度限制（支持>1500個(gè)I/O），適用于中低端移動(dòng)設(shè)備。
FO-CoS（Fan-Out on Substrate）：定位為2.5D硅轉(zhuǎn)接板的低成本替代方案，自2018年量產(chǎn)以來，RDL線寬間距已達(dá)2μm/2μm，支持大型SoC（如AI加速器）與HBM集成，較傳統(tǒng)2.5D方案成本降低30%。
2.面板級(jí)封裝產(chǎn)能擴(kuò)張
615mm×625mm面板線：生產(chǎn)Deca M-Series技術(shù)，目標(biāo)毫米波AiP等高頻應(yīng)用。
300mm×300mm面板線：瞄準(zhǔn)更先進(jìn)應(yīng)用（如HPC），通過更細(xì)的L/S（1.5μm/1.5μm）提升集成度，預(yù)計(jì)2026年量產(chǎn)。
3.高頻應(yīng)用場景突破
汽車?yán)走_(dá)：77GHz雷達(dá)封裝采用FO-CoS技術(shù)，天線增益提升20%，滿足AEB系統(tǒng)毫秒級(jí)響應(yīng)需求。
5G通信：開發(fā)支持28GHz/39GHz毫米波的FO-AiP模組，封裝尺寸壓縮至12mm×12mm×0.9mm，損耗<0.5dB/mm。
六、臺(tái)積電：InFO技術(shù)引領(lǐng)高端封裝革命
臺(tái)積電通過InFO（Integrated Fan-Out）技術(shù)重構(gòu)半導(dǎo)體封裝生態(tài)，其技術(shù)演進(jìn)可分為三大階段：
1.移動(dòng)終端封裝（InFO_PoP）
技術(shù)突破：2016年隨iPhone 7首發(fā)，采用3層RDL（最小L/S=8μm/11μm），將APE封裝厚度壓縮至0.23mm（含芯片、RDL及BGA焊球），較傳統(tǒng)FC-PoP減薄50%。電性能優(yōu)勢顯著，信號(hào)延遲降低40%，功耗減少25%。
市場影響：助力蘋果A10/A11/A12處理器連續(xù)迭代，推動(dòng)臺(tái)積電7nm/5nm制程市占率超60%。倒逼FC-PoP市場萎縮，2021年InFO_PoP占據(jù)高端移動(dòng)封裝45%份額。
2.異構(gòu)集成平臺(tái)（InFO_oS/MS/AiP）
InFO_oS（On Substrate）：針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，集成多個(gè)邏輯芯粒（Chiplet），RDL線寬間距達(dá)2μm/2μm，支持>65mm×65mm基板，I/O節(jié)距最小40μm。應(yīng)用于博通5G基站芯片，帶寬密度提升至0.8TB/s/mm2。
InFO_MS（Memory on Substrate）：面向AI推理，集成HBM與GPU，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)1.2TB/s，較傳統(tǒng)2.5D方案延遲降低30%。
InFO_AiP：集成毫米波天線與FEM（前端模塊），封裝尺寸12mm×12mm×0.9mm，支持相控陣波束成形，應(yīng)用于iPhone毫米波模組。
3.3D集成與創(chuàng)新（3D-MiM/InFO_SoW）
3D-MiM（MUST-in-MUST）：消除BGA互連，通過TSV與RDL混合鍵合實(shí)現(xiàn)邏輯芯片與HBM的3D堆疊，帶寬突破1.5TB/s，功耗效率提升50%。應(yīng)用于AMD MI300X AI加速器，算力密度達(dá)40TFLOPS/mm3。
InFO_SoW（System on Wafer）：晶圓級(jí)集成芯片陣列與電源/散熱模塊，消除基板與PCB，實(shí)現(xiàn)低延遲（<1ns）芯片間通信。用于特斯拉Dojo超算，單晶圓可集成25個(gè)訓(xùn)練模塊，算力達(dá)1.1EFLOPS。
扇出封裝供應(yīng)鏈概述
一、OSAT廠商：技術(shù)迭代與成本博弈
OSAT（外包半導(dǎo)體封裝測試）企業(yè)構(gòu)成FO產(chǎn)業(yè)鏈中堅(jiān)力量，其競爭格局呈現(xiàn)三大特征：
1.技術(shù)路線分化
核心FO-WLP：安靠（Amkor）、長電科技（JCET）、日月光（ASE）憑借eWLB技術(shù)主導(dǎo)移動(dòng)終端市場，量產(chǎn)成熟度達(dá)99.9%（良率）。
面板級(jí)FO-PLP：PTI、Nepes通過600mm×600mm面板線降低成本30%，目標(biāo)IoT與中低端手機(jī)市場。
研發(fā)儲(chǔ)備：SPIL（硅品）與Amkor Korea啟動(dòng)FO認(rèn)證，聚焦汽車?yán)走_(dá)（77GHz）與5G AiP封裝。
2.客戶結(jié)構(gòu)演變
設(shè)計(jì)公司綁定：聯(lián)發(fā)科將50%的AiP訂單轉(zhuǎn)向PTI，以應(yīng)對(duì)臺(tái)積電漲價(jià)壓力。
IDM合作：Nepes為恩智浦77GHz雷達(dá)芯片提供FO-PLP封裝，單顆成本較傳統(tǒng)方案降低0.2美元。
3.區(qū)域布局調(diào)整
東南亞擴(kuò)產(chǎn)：ASE在菲律賓建設(shè)M-Series專線，目標(biāo)2026年產(chǎn)能達(dá)每月1.5億顆。
中國大陸布局：JCET在江蘇江陰建設(shè)3D eWLB產(chǎn)線，服務(wù)華為海思AI芯片封裝需求。
二、晶圓廠：高端市場壟斷與技術(shù)外溢
晶圓廠通過垂直整合重塑FO競爭格局，其戰(zhàn)略呈現(xiàn)兩大方向：
1.臺(tái)積電：技術(shù)閉環(huán)與生態(tài)擴(kuò)張
InFO技術(shù)壟斷：獨(dú)占蘋果iPhone APE封裝，2025年市場份額達(dá)65%。
HPC市場滲透：InFO_oS集成4顆HBM3與GPU，帶寬密度達(dá)1.2TB/s，服務(wù)英偉達(dá)Grace Hopper超算芯片。
3D集成突破：3D-MiM技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯芯片與HBM的3D堆疊，帶寬突破1.5TB/s，功耗效率提升50%。
2.GlobalFoundries：研發(fā)協(xié)同與產(chǎn)能補(bǔ)缺
技術(shù)合作：與CEA-Leti聯(lián)合開發(fā)22nm FD-SOI FO封裝，目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算。
產(chǎn)能共享：通過ASE代工生產(chǎn)5G毫米波AiP模組，單顆成本較臺(tái)積電低15%。
三、IDM：垂直整合與細(xì)分市場深耕
IDM通過內(nèi)部研發(fā)與外部收購構(gòu)建差異化能力，其布局聚焦兩大領(lǐng)域：
1.三星電子：消費(fèi)電子突破與汽車電子布局
FO-PLP商業(yè)化：Galaxy Watch采用自研FO-PLP封裝AP與PMIC，厚度較傳統(tǒng)方案縮減25%。
汽車電子攻堅(jiān)：與特斯拉合作開發(fā)4D成像雷達(dá)，F(xiàn)O封裝集成12顆Tx/Rx芯片，探測距離達(dá)300米。
2.恩智浦/英飛凌：汽車市場專注與OSAT協(xié)同
研發(fā)與小批量生產(chǎn)：恩智浦在奧地利格拉茨工廠生產(chǎn)77GHz雷達(dá)芯片，單月產(chǎn)能5萬顆。
OSAT外包：80%產(chǎn)量交由ASE封裝，采用FO-CoS技術(shù)實(shí)現(xiàn)-40℃~125℃溫寬耐受。
四、設(shè)計(jì)公司：應(yīng)用驅(qū)動(dòng)與供應(yīng)鏈重構(gòu)
設(shè)計(jì)公司通過需求牽引推動(dòng)FO技術(shù)演進(jìn)，其策略呈現(xiàn)三大趨勢：
1.旗艦應(yīng)用綁定
蘋果：全系iPhone采用臺(tái)積電InFO_PoP封裝APE，2025年訂單規(guī)模超10億顆。
高通：驍龍X75 5G基帶采用ASE FO-AiP，支持毫米波8載波聚合，下載速率達(dá)10Gbps。
2.新興市場拓展
AiP領(lǐng)域：Sivers IMA推出5G毫米波相控陣模組，集成16顆FO封裝的Tx/Rx芯片，功耗<5W。
物聯(lián)網(wǎng)：Synaptics開發(fā)低功耗藍(lán)牙SoC，采用PTI FO-PLP封裝，待機(jī)電流<1μA。
3.供應(yīng)鏈多元化
聯(lián)發(fā)科：將50%的5G芯片封裝訂單轉(zhuǎn)向PTI，以降低對(duì)臺(tái)積電依賴。
海思：與華天科技合作開發(fā)eSiFO封裝的AI視覺芯片，目標(biāo)安防監(jiān)控市場。
四、技術(shù)許可與生態(tài)合作
Deca通過技術(shù)授權(quán)加速FO普及，其模式創(chuàng)新體現(xiàn)兩大價(jià)值：
1.M-Series技術(shù)擴(kuò)散
授權(quán)網(wǎng)絡(luò)：已向ASE、Nepes、PTI等10家企業(yè)授權(quán)，覆蓋全球50%的FO-PLP產(chǎn)能。
工藝標(biāo)準(zhǔn)化：與西門子EDA合作開發(fā)自適應(yīng)圖案化軟件，將芯片偏移量控制在±2μm以內(nèi)。
2.研發(fā)機(jī)構(gòu)角色
技術(shù)評(píng)估：CEA-Leti與3D Plus合作驗(yàn)證FO在空間應(yīng)用的可靠性，通過2000小時(shí)輻射測試。
人才培養(yǎng)：Fraunhofer IZM開設(shè)FO封裝課程，年培訓(xùn)工程師超200人。
3.產(chǎn)業(yè)鏈趨勢與挑戰(zhàn)
面板級(jí)封裝崛起：PTI與三星電子加速600mm×600mm面板線擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計(jì)2027年市場份額達(dá)25%。
3D集成競賽：三星X-Cube與臺(tái)積電3D-MiM正面競爭，目標(biāo)HPC市場。
汽車電子成為新戰(zhàn)場：華天科技eSiFO與三星FO-PLP均將汽車作為核心賽道，推動(dòng)封裝技術(shù)向高可靠性演進(jìn)。
供應(yīng)鏈安全：設(shè)計(jì)公司通過多元化采購（如聯(lián)發(fā)科轉(zhuǎn)向PTI）降低地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。
