電車時代，汽車芯片需要的另一種先進封裝

集微網(wǎng)消息，汽車電子是時下芯片行業(yè)為數(shù)不多的增量市場，且有望接替智能手機，成為下一波芯片行業(yè)發(fā)展浪潮的主要推動力。

傳統(tǒng)汽車向智能電動汽車的轉(zhuǎn)型需經(jīng)歷“新四化”的變革過程，即電動化、智能化、聯(lián)網(wǎng)化和共享化?！靶滤幕闭偈箚诬嚨男酒昧亢统杀敬蠓仙?，傳統(tǒng)汽車單臺芯片成本約300美元，而電動汽車的單臺芯片成本為600美元，L3及以上級別的單臺芯片成本則超過1000美元，部分達2000美元以上。

汽車芯片市場不斷增長的同時，“新四化”也對汽車芯片本身提出了更高要求，例如主控芯片需要更高的算力，功率器件和MCU需要更低功耗和更高可靠性等。為滿足這些要求，先進封裝技術正成為汽車芯片的主流選擇。

另一種先進

提及先進封裝，臺積電的CoWoS和InFO、三星的X-Cube以及英特爾的EMIB等晶圓級封裝是如今最為人所熟知的方案。在Chiplet熱潮的帶動下，這些晶圓級封裝技術扶持著逼近極限的摩爾定律繼續(xù)向前，巨大的市場機遇面前，傳統(tǒng)的封測廠商也開始鉆研晶圓級技術，意圖分一杯羹。

然而，所謂的先進封裝技術是指某個時期的技術體系革新，不應僅僅局限于高端芯片和先進工藝節(jié)點的應用。如果晶圓級封裝用來“瞻前”，那么也需要有另一種先進封裝技術用來“故后”。在近期剛剛結束的Semicon China 2023上，Manz集團（亞智科技）帶來的FOPLP整廠解決方案，或許正是先進封裝技術“故后”的最佳選擇之一。

Manz集團亞洲區(qū)研發(fā)部協(xié)理李裕正博士在接受集微網(wǎng)采訪時，便以汽車芯片為例提到了傳統(tǒng)封裝技術所面臨的問題，和板級封裝技術帶來的機遇。

一臺智能電動汽車可能需要用到1000~2000顆芯片，其中大部分芯片都是電源控制、IGBT和MOSFET等電源類器件。汽車上的電源類器件過去通常采用wire bond（打線）的封裝方式，但近年來這種傳統(tǒng)技術正逐漸面臨瓶頸，汽車芯片廠正尋求新的先進封裝技術以縮短線路路徑，增強線路導電性等。因此，F(xiàn)C、BGA、板級Fan-out和晶圓級Fan-out等技術開始進入汽車芯片廠商的視野。

不過，隨著整車廠在價格上的內(nèi)卷越來越嚴重，汽車芯片廠也不得不順應趨勢，對成本控制也開始越發(fā)嚴苛。李博士表示，在FC、BGA、板級Fan-out（FOPLP）和晶圓級Fan-out（FOWLP）中，板級Fan-out封裝相比FC、BGA以及晶圓級Fan-out封裝都有著不同程度的成本優(yōu)勢，甚至比傳統(tǒng)的QFN封裝方案還要低20%，因此在汽車芯片從傳統(tǒng)封裝切換至先進封裝方案時，板級Fan-out技術有望捕獲更多的市場機會。

目前，F(xiàn)an-out封裝在整個先進封裝的市場規(guī)模中所占份額僅有10%，板級方案又僅占整個Fan-out市場的10%，未來還擁有巨大的增長空間。

如何滲透

板級Fan-out封裝的市場成長性是可以預見的，但如何才能快速滲透需要Manz集團等參與者共同考慮。在李博士看來，推動板級Fan-out技術發(fā)展既需要選擇對方向，又要努力做好技術產(chǎn)品的打磨。同時，選擇比努力更重要。

作為推動板級Fan-out封裝發(fā)展主要力量，Manz集團既要努力保持技術和產(chǎn)品的領先，也要選擇最優(yōu)的目標客戶和市場。在晶圓級封裝擁有得天獨厚優(yōu)勢的晶圓代工廠對板級封裝無感，傳統(tǒng)封測廠也僅對承接外溢的晶圓級封裝需求有興趣，因此這兩類客戶都不會是板級Fan-out技術的主要玩家。而得益于汽車上的大量電源類芯片對板級Fan-out封裝的現(xiàn)實需求，李博士認為，汽車芯片客戶將是Manz集團推動該技術滲透的最佳選擇。

隨著汽車芯片市場競爭愈發(fā)激烈，汽車芯片IDM廠商越來越期待利用板級Fan-out封裝技術提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品成本。而且這些公司本身大多數(shù)都有自己的封測廠，無論從決策層面還是工藝整合層面，板級Fan-out技術都更容易在這一類客戶中滲透開來。

除了傳統(tǒng)的汽車芯片大廠，近年來新能源汽車的火熱也催生了一大批第三代半導體廠商，李博士強調(diào)，這些公司也都是推動板級Fan-out技術滲透的潛在目標，另外還有系統(tǒng)集成度越來越高的射頻芯片公司等。

選擇好目標方向，板級Fan-out封裝的滲透速度和質(zhì)量還需要取決于封裝設備和技術的打磨。晶圓級Fan-out封裝擁有標準化尺寸，因此設備和材料都趨于成熟。反觀板級Fan-out封裝，其基板的材質(zhì)和尺寸的多樣化也給封裝設備和全流程技術方案帶來了更大的挑戰(zhàn)。

李博士進一步表示，通常而言，板級Fan-out封裝的設備都是基于客戶需求來做定制化，所以設備供應商需要具備提供全流程解決方案的能力?；诙嗄攴e累，Manz集團的一站式完整服務就不僅能提供制程技術開發(fā)以及設備制造，還涵蓋以自動化整合上下游設備整場生設備線，協(xié)助客戶生產(chǎn)設備調(diào)試乃至量產(chǎn)以后的售后服務規(guī)劃。

憑借長久在濕法化學制程、電鍍、自動化、量測與檢測等制程解決方案應用于不同領域所累積的核心技術，不久前Manz集團便打造出了業(yè)界第一條700×700mm生產(chǎn)面積的FOPLP封裝技術RDL生產(chǎn)線，該方案在RDL導線層良率與整體面積利用率方面展現(xiàn)出了強大的競爭優(yōu)勢，大幅降低了封裝制程的成本。

據(jù)介紹，Manz電鍍設備能夠?qū)崿F(xiàn)整面電鍍銅的均勻性高達92%，鍍銅厚度也能做到100μm以上規(guī)格，在提升封裝密度和降低封裝厚度的同時，實現(xiàn)更優(yōu)良的導電性和散熱性。

目前，Manz集團基于已經(jīng)與國際IDM大廠合作組裝了一條驗證生產(chǎn)線，正緊鑼密鼓的準備迎接未來陸續(xù)的量產(chǎn)訂單。

“展望未來，Manz集團將與客戶一同推動板級Fan-out封裝加速滲透，擴大規(guī)模量產(chǎn)與成本的優(yōu)勢，加速FOPLP市場化與商業(yè)化的快速成長，以此打造半導體新應用的發(fā)展契機，”李博士如是說。