超越摩爾定律 扇出型封裝接棒

國際半導體產業協會(SEMI)於 5 月 17 日於國立交通大學舉辦 「扇出型面板級封裝研討會」 ，邀請來自聯發科、亞智、欣興電子、力成、SEMSYSCO、Hitachi Chemical等技術專家，從設計、設備、材料、封測等不同角度切入，探FOPLP市場應用、技術趨勢，以及此創新封裝技術對半導體產業的影響與展望。

隨著終端消費產品體積更輕薄短小，但多功與高效的市場需求日益增加，扇出封裝技術便可滿足此需求。除可支援的I/O數量大增外，在厚度上也可減少；此外台積電以整合扇出型封裝拿下iPhone處理器的訂單，不僅備受全球矚目，更刺激了其他業者加速扇出封裝技術的開發。面板級扇出型封裝(Fan-out Panel Level Packaging；FOPLP)因載具面積大，對降低製程成本有顯著的助益，將是未來扇出型封裝技術的發展趨勢。研究機構Yole Développement 分析，整體扇出型封裝市場規模預計將從2014年的2.44億美元成長至2022年的30億美元。

為推進FOPLP技術並促進業界廠商交流，國際半導體產業協會(SEMI)於5月17日於國立交通大學舉辦 「扇出型面板級封裝研討會」 ，邀請來自聯發科、亞智、欣興電子、力成、SEMSYSCO、Hitachi Chemical等技術專家，從設計、設備、材料、封測等不同角度切入，探FOPLP市場應用、技術趨勢，以及此創新封裝技術對半導體產業的影響與展望。

由於微電子工業的快速發展已朝向體積小、高性能元件領域，晶片封裝也必須設法縮小尺寸，然而晶片面積縮小後，能夠放置I/O的面積也會跟著縮小，但運算效能成長與多功整合卻會增加I/O的數量。

封裝技術雖如雨後春筍蓬勃發展，但重點在於多元異質模組整合，聯發科技許文松副處長指出，扇出型封裝解決了過往技術難以提升I/O密度的瓶頸，扇出型封裝具備超薄、高I/O腳數等優勢，是消費性電子產品、物聯網裝置中非常理想的封裝技術選擇，如智慧型手機中使用的繪圖晶片、記憶體、影像感測器等，透過出扇出型封裝，能在緊密空間中達到更經濟、有效率的高互連密度。隨著終端產品追求輕薄短小與多功能整合的趨勢日益成長，將為扇出封裝技術帶來龐大商機。

面對下個世代AI人工智慧、5G通訊、車用電子、AR/VR等訊終端應用產品、以及物聯網的發展，使得先進封裝技術應用大幅增加，因應產業趨勢，先進封裝製程所面臨新的挑戰，技術百家爭鳴，覆晶暨載板產業鏈將首當其衝。

欣興電子新事業部陳裕華副總指出，若依製程載具的不同，可將扇出型封裝分成三類，矽晶圓(Silicon Wafer)、載板(Substrate)及玻璃(Glass)。因應終端需求，電子零組件也不斷的朝這方面革新，因應市場需求，以及降低Fan-Out技術對載板的衝擊。高階先進封裝技術與類載板的應用大幅增加，類載板也因高階智慧型手機與車用電子的廣泛採用而需求大增。

Manz亞智科技鄭海鵬技術經理進一步剖析，在面板級扇出型封裝生產製程中，載板翹曲幾乎是所有相關設備都會面臨的問題，也關係到產能及製程良率。利用輸送類型(Conveyor type)的濕製程設備，載板翹區壓制設計，得以保證載板在傳輸過程維持平整，減少破片率。

通過特殊噴嘴配置及噴盤擺動機制達到化學品精準流量及溫度控制，可搭配在線實時濃度監控系統，進行新化學液添加，維持製程的穩定及化學品的使用壽命延長，同時降低化學品耗用量，不僅確保製程對均一性的高標準需求，更達到降低成本的綜效。

力成科技方立志副總經理指出，隨著摩爾定律(Moore’s Law)速度趨緩，半導體製程繼續朝7奈米以下節點微縮，將負擔龐大的成本與難以預測的高風險，如何「超越摩爾定律」(more than Moore)成為半導體產業界面臨的艱困挑戰，先進封裝是延續摩爾定律生命的關鍵，通過SiP等先進封裝技術變2D封裝為3D封裝，包括針對扇出型封裝(FO)和3D IC製程的暫時性貼合／剝離 (bonding/debonding) 材料和製程的組合，將多個晶片組合封裝形成一個系統的方式成為延續摩爾定律的關鍵。

SEMSYSCO(勝思科技)Dr. Raoul Schroeder分析，先進封裝近年風起雲湧，成為現今半導體發展的重要趨勢，也帶動電鍍設備的需求與話題，次世代封裝製程的線寬比從50um急速微縮至10um以下，對平坦度的要求也從20~30%大舉提升，對設備商而言，兩者要兼具是極大的挑戰，也是檢視其實力的極佳觀察點；另外，載板尺寸大幅放大為另外重要發展趨勢，催生Panel級封裝興起，預期PLP(面板級封裝)將在2020年大爆發，目前各路人馬已積極搶進，面板大廠的3.5及4.5代舊設備也找到活化再利用的契機。

Hitachi Chemical(日立化成)Mr. Daisuke Ikeda提到，半導體光電封裝材料技術不斷地提升來達到多功能化、高密度性及低成本等要求，傳統的半導體封裝技術，已無法滿足目前晶片封裝產品的高密度、多功能異質整合、高傳輸效率與低成本等要求。製程變化將更會增加支撐材料與設備的複雜度與要求。如FO應用所需的暫時接合材料，必須能強固地黏合重構晶圓，以維持平坦度，並消除接合處的弓形和翹曲、也必須擁有熱機械特性、可承受下游高溫製程等。材料供應商需調整其研發方向，才可持續地扮演關鍵性的地位。

SEMI因應科技發展，以及服務產業的使命感，積極推廣先進封裝相關主題活動，透過SEMI於產業內的長期觀察，分享未來製程將面臨的挑戰與機會，協助產業交流，促成合作。看好此市場趨勢，2018年SEMICON Taiwan國際半導體展也將首次推出「扇出型封裝專區」，匯集海內外扇出型封裝相關技術如：設備、材料等，以及載板領域廠商，展示多元先進封裝技術。未來SEMI將持續透過論壇、專業展會主題專區及產業聯誼等多元活動，打造跨產業領域的交流平台，協助會員發掘潛在機會及商機，持續向下世代製程邁進。