分析丨AI计算搅动先进封装市场变局，FOPLP异军突起

·聚焦:人工智能、芯片等行业

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前言：

AI计算的需求增长、先进封装技术的发展、成本效益的考量、适应多样化的应用场景、技术创新的推动、产业链的协同发展、市场需求的多样化以及行业标准的逐步形成，这些因素共同促成了FOPLP技术的异军突起。

作者| 方文三

图片来源 |网 络

先进封装赋能高速计算

先进封装技术通过提高处理器集成度和优化处理器与存储器间的连接，增强逻辑芯片的算力，从而解决内存墙和功耗墙问题。

随着AI大语言模型市场的扩大和智算芯片需求的增长，先进制程芯片的研发和制造成本不断上升，良率下降。

因此，主流厂商正尝试利用先进的封装技术降低成本，弥补先进制程的困难。

先进封装技术的目的是提高连接效率，通过增加触点密度和缩小芯片间的距离实现。

AIGC的兴起推动了先进封装、异构集成和高效基板的需求增长，预计今年整体半导体市场将增长20%。

其中，扇出型封装产值预计将在2028年达到38亿美元，其中FOPLP占据了约5~10%的比例，且未来几年增速将高于整体市场。

先进封装相比传统封装具有提升芯片功能密度、缩短互联长度和进行系统重构的优势。

RDL技术的兴起使得封装厂在扇出型封装技术上能够与晶圆厂竞争。

板级封装已成为先进封装重要方向

板级封装是一种在大幅面内实现扇出布线的先进封装技术。

随着半导体行业的持续进步，布线密度的提升和I/O端口需求的增加共同推动了扇出型封装的发展。

扇出型封装主要分为扇出型晶圆级封装（FOWLP）和扇出型板级封装（FOPLP）两种。

二者的主要区别在于载板，板级封装在重组载板时，将传统的8寸/12寸晶圆载体转换为大尺寸面板。

板级封装具备显著的产效提升和成本降低优势。其高面积利用率有效减少了浪费，同时能够在一次封装过程中处理更多的芯片，显著提高了封装效率，形成强大的规模效应，从而具有极强的成本优势。

据Yole的报告显示，随着基板面积的增加，芯片制造成本逐渐下降。

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。

与传统的封装方式相比，板级封装在提升性能的同时，能够大幅度降低成本，因此有望在未来替代传统封装，成为传感器、功率IC、射频、链接模块、PMIC等领域的最佳解决方案。

当前，Fan-out Wafer Level Packaging (FOWLP)已成为微电子领域的一种重要封装趋势，具有显著的小型化潜力。

它主要通过形成重新配置的模制晶圆与薄膜重新分布层的结合来实现。

FOWLP具有无基板封装、低热阻、改进的RF性能、较低的电感、嵌入式无源器件、模具通孔等优势。

为进一步提高生产效率和降低成本，未来可能会出现更大模具嵌入外形尺寸的趋势。

在FOWLP的发展过程中，FOPLP作为扩展尺寸的一种选择，其面板尺寸可以达到18x24甚至更大，因此有望成为未来的发展方向。

以汽车为例，一辆新能源汽车中，半导体价值的77%都将以扇出型封装来生产，而其中的66%又可以归属于FOPLP技术。

据Yole的数据显示，2022年FOPLP的市场空间约为11.8亿美元，预计到2026年将增长到43.6亿美元。

四大核心要素让FOPLP异军突起

①AI计算的需求增长：随着人工智能技术的持续发展，对高性能计算芯片的需求亦呈现出不断增长的态势。

AI计算涉及到海量数据的处理与快速分析，这就对计算芯片提出了更高的计算能力与数据传输速度要求。

传统的封装技术已无法满足这一需求，而FOPLP技术以其卓越的I/O密度和电气性能，成为满足AI计算需求的关键所在。

通过RDL（重布线层）工艺，FOPLP技术能够实现高带宽、高密度的芯片对芯片（D2D）互连，这一特性在AI计算中尤为关键，能够有效满足数据传输与处理的迫切需求。

不仅如此，FOPLP技术在提升芯片功能密度、缩短互联长度以及进行系统重构等方面均展现出显著优势，这恰好符合AI时代对芯片性能提出的基本要求。

②成本效益的考量：FOPLP技术相较于其他先进封装技术，如FOWLP（扇出型晶圆级封装），具有更低的成本。

这是因为FOPLP使用的基板尺寸更大，可以在同一块基板上封装更多的芯片，从而实现规模经济。

此外，FOPLP的生产效率更高，能够在不牺牲性能的前提下降低成本。

从成本效率的角度看，FOPLP相对于圆形晶圆可实现超过20%的相对成本节省。

这种成本效率对于FOPLP从2022年的2%市场份额上升到2028年的8%具有重要意义。

在FOPLP的工艺能力方面，它可以被视为横跨FOWLP和印刷电路板加工的技术。

FOPLP已经被许多公司采用，尤其是在电源管理器件等较为简单、较小封装的领域。

③适应多样化的应用场景：市场趋势分析显示，除了在移动和可穿戴设备领域的应用外，FOPLP的采用率还将出现显著增长。

根据Yole Intelligence在2023年发布的扇出封装市场报告中的预测，FOPLP市场规模将从2022年的4100万美元迅速扩大，预计在2028年将以32.5%的复合年增长率增长至2.21亿美元。

与此同时，FOPLP的市场份额在FOWLP市场中的占比也将从2022年的2%攀升至2028年的8%。

随着5G、人工智能及自动驾驶等前沿技术的不断演进，市场对高速数据处理和模块化解决方案的需求正在迅速攀升。

FOPLP技术以其独特的同质、异质多芯片整合能力，恰好迎合了未来AI时代对芯片集成度提升和功能多样化的迫切需求。

此外，多个具有不同商业模式的厂商纷纷加入FOPLP市场竞争，进一步证明了市场对FOPLP技术的广泛认可和高度期待。

④技术创新的推动：例如，RDL（重布线层）技术的发展使得FOPLP能够实现更高密度的芯片互连。

此外，行业内的设备制造商和材料供应商也在不断创新，提供更适合FOPLP技术的生产设备和材料，从而推动了FOPLP技术的进步。

相比FOWLP应用在CPU、GPU、FPGA等I/O数更高、线宽更细的高密度扇出封装。

FOPLP聚焦在高功率、大电流的功率半导体器件，以及不需要最先进制程的，也不需要太细的线宽/间距的电源管理芯片、高频射频芯片等产品。

随着FOPLP越来越受重视，近几年行业内已经有不同商业模式的厂商加入这一市场争夺战。

包括IDM厂、代工厂、封装厂，甚至面板厂、PCB厂等等，他们已强烈感应到通过扇出型技术涉足先进封装领域的机会。

根据麦姆斯咨询去年发布的报告显示，三星电机、力成科技、日月光（ASE/Deca）和纳沛斯（Nepes）现正在利用现有设施和工艺能力，投资面扇出型板级封装技术，以实现规模经济生产。

但就当前形势来看，由于良率的限制，只有三星电机和力成能够启动量产。

结尾：

FOPLP技术在降低成本、提升效率以及实现异构产品设计方面具有显著优势。

然而，为了充分释放这一技术的潜力，行业必须正视并克服临时粘合、芯片移位、翘曲和光刻等挑战。

同时，对设备和标准的持续投资与发展亦不可或缺。未来，有望充分释放FOPLP技术的优势，为行业发展注入新动力。

部分资料参考：东吴证券：《先进封装赋能AI计算，国内龙头加速布局》，未来半导体：《玻璃基封装巨头大战开启，抢占人工智能未来高地》，华安证券：《先进封装设备行业专题报告：设备厂商迎来新机遇》，集微网：《从FOPLP到TGV，AI计算搅动先进封装市场大变局》，半导体行业观察：《FOPLP为中国封装市场带来了新机会》

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