紅魔電競平板評測：大屏幕硬實力
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得先進封裝者得天下儼然已成通往后摩爾時代王座的“通行證”，群雄正紛至沓來。
隨著摩爾定律放緩，封裝工藝的重要性愈發凸顯，成為全球芯片產業關注的焦點。不僅傳統芯片封裝廠、晶圓代工廠斥巨資攻關技術，面板廠商也跨界涌入，成為面板級芯片封裝（PLP，Panel Level Package）領域的一股新勢力。
面板廠商布局面板級封裝的初心本是為其舊產線謀出路，同時進軍不斷成長的封裝領域拓展新業務，但這條路可謂雄關漫道，精度、良率、制程、客戶等問題都成為重重挑戰。
競逐“后摩爾時代”技術高地，屏廠的這波沖“封”，能有幾成勝算？
01
屏廠扎堆 面板級芯片封裝受追捧
面板級封裝與晶圓級封裝不同，主要采用PCB、玻璃基板等方形載板，可使用的封裝面積增大，在相同的良率下，具有生產效率高，生產成本低，適于大規模生產的優勢，成為備受關注的芯片封裝技術之一。
當前，高世代液晶面板生產線還在不斷新建，5代以下的低世代液晶面板生產線在行業下行周期中遭淘汰的風險正在不斷提高。五年前，京東方、天馬、群創、友達、TCL華星光電等液晶面板廠商陸續涉足面板級芯片封裝領域，試圖將低世代液晶面板產線改造為有部分類似制程的面板級芯片封裝產線，開辟全新賽道。
國內面板龍頭京東方率先開啟在這一領域的探索。早2017年，京東方就通過芯動能入股封裝測試企業頎中封測，后又注資封裝檢測設備廠商中科飛測，并在北京5代液晶面板產線上進行面板級芯片封裝工藝和技術研發。年初又有消息傳出，京東方與華為在面板級芯片封裝領域開展合作。
深天馬擁有多條低世代液晶面板產線，急于轉型，自2018年以來一直高度關注面板級芯片封裝技術的進展，并在成都4.5代線開發相關工藝和技術。2022年7月，深天馬全資子公司湖北長江新型顯示產業創新中心有限公司與通富微電共同成立上海富天灃微電子有限公司，加速推進面板級先進芯片封裝技術突破。
友達、群創也將面板級封裝作為一條新出路。2019年群創開始與臺灣工研院、嵩展、纮泰、新應材等合作研發面板級扇出型芯片封裝技術，將3.5代液晶面板產線改造成面板級芯片封裝生產線。今年6月，群創正式進軍“面板級扇出型封裝”領域。友達進度不如群創，也在測試面板級封裝的制程。
TCL華星光電沒有舊線改造的需求，但是面板級芯片封裝是新機會。據了解，TCL華星光電已購買相關設備，開展相關研究。
液晶面板廠商涉足面板級芯片封裝領域引起玻璃基板配套廠商的高度關注。康寧和旭硝子等正在研發用于先進芯片封裝的玻璃載板。康寧稱正在為客戶提供用于先進制程的高精度玻璃載板，目前已向高階客戶出貨超過50萬片。
02
四大陣營 面板級芯片封裝正突圍
面板級芯片封裝對于面板行業來說可能是新事物，但是對于傳統封裝行業來說只是一個工藝方向，很早就已經在討論面板級芯片封裝技術。亞智科技銷售副總經理簡偉銓表示，十年前，矽品科技就與設備廠商合作開發面板級芯片封裝工藝，亞智科技也開始進行相關設備的研發。
但是率先打通面板級芯片封裝工藝制程的是三星。據了解，三星因為封裝技術問題在2015年被臺積電搶去蘋果部分A9芯片訂單，到2016年臺積電憑借扇出型封裝技術（InFO FOWLP）開始獨占蘋果A10芯片訂單。痛失蘋果A系列訂單之后，三星開始重視封裝技術，希望通過面板級扇出型封裝（FOPLP）實現追趕甚至超車。
從2015年開始，三星電機與設備廠商合作開發FOPLP；2016年，專門成立FOPLP部門，打通工藝制程路線，搭建510x415mm尺寸的FOPLP生產線，并于2018年用該技術首次將Galaxy Watch的PMIC、DRAM以及AP集成在一起。2019年，三星電子收購三星電機FOPLP業務，加大研發投入，加快FOPLP技術突破，試圖憑借FOPLP重新爭取蘋果A系列芯片，但至今未獲成功。
與此同時，日月光、力成科技、成都奕斯偉、英特爾、納沛斯、華潤微等其他廠商也在積極推進PLP。據集微網了解，力成科技2017年就開始投入PLP研發，于2018年用PLP封裝聯發科電源管理芯片(PMIC)；日月光于2019年也獲得海思PMIC FOPLP訂單，2020年成功研發出扇出型動態補償光罩之面板級封裝技術，2020年下半年FOPLP實現量產，并向射頻、射頻前端模組、電源服務器市場拓展。成都奕斯偉從2017年開始研發PLP技術，與設備廠商三年聯合攻關打通了工藝制程，計劃明年投產，主攻消費電子、HPC類芯片封裝。
于是，PLP領域形成了晶圓廠、傳統封裝廠、載板廠、面板廠等四股力量。在簡偉銓看來，晶圓廠如果跟隨臺積電InFO封裝工藝路徑難以趕超，傳統封裝廠缺乏晶圓廠和芯片設計業務，無力推進InFO封裝技術，而FOPLP提供換道超車的機會，成為晶圓廠、傳統封裝廠的重要選擇。載板廠原本只是向封裝廠提供載板，如果研發FOPLP工藝，就有機會向封裝廠供應鍍完膜的RDL（Re-distributed layer，重布線層），提高產品附加值。
03
舊線轉型 屏廠探索板級封裝出路
與封裝廠、載板廠不同，液晶面板廠商涌入面板級芯片封裝領域主要是為低世代液晶面板產線尋找出路。當前，液晶面板行業處于下行周期，大量缺乏競爭力的低世代液晶面板產線遭淘汰的風險提高，面板廠商正在為其尋找轉型方向。
集微咨詢分析師王永攀表示，液晶面板制造過程與芯片封裝過程有相通之處，液晶面板制造過程中的Array制程與芯片封裝制程極為相似，特別與面板級芯片封裝有較強的交合點。
“三星顯示器公司退出液晶面板市場之后，將300多人的液晶面板業務員工轉到芯片封裝業務，進一步表明液晶面板制程與芯片封裝制程有一定相通性。”王永攀說。
群創總經理楊柱祥表示，群創將舊世代3.5代面板產線轉作成面板級扇出型芯片封裝應用，除提升產線利用率，就資本支出而言更具優勢，未來更可切入中高階封裝產品（應用處理器AP、CPU、GPU）供應鏈，搶攻封裝廠訂單，以創新技術創造高價值。
此外，面板級芯片封裝技術具有成本和效率優勢。半導體封裝技術專家李揚告訴集微網，目前，面板級封裝采用如 24×18英寸（610×457mm）的PCB或者玻璃載板，其面積大約是 300 mm硅晶圓的4倍，在相同的良率下可以量產出4倍于300mm硅晶圓的先進封裝產品。由于面板的大尺寸和更高的載具使用率（95％），帶來了遠高于晶圓級封裝的規模經濟效益。與晶圓級封裝相比，面板級封裝技術優勢在于生產成本低、生產效率高。
楊柱祥也指出，3.5代液晶面板的基板面積為12英寸晶圓的六倍，面積利用率可由晶圓級的85%提升至95%，提供5G及AIoT發展下先進元件封裝需求，產業應用價值可提升十倍，估計量產后衍生半導體封裝產值達140億元新臺幣（約31.78億元人民幣）以上。
面板級芯片封裝工藝線寬、線距方面可以做得更加精細，熱性能、電氣性能表現更優。簡偉銓表示，傳統晶圓級芯片封裝用WireBond或者QFN方式打線，存在一定散熱問題，電性表現不足。但玻璃載板的面板級封裝線寬精度更高，既可以做15微米以上的線寬，也可以做15微米到5微米的線寬，甚至5微米以下，改善芯片熱性能、電氣性能。例如，三星電機通過應用FOPLP，可以將Galaxy Watch的AP封裝的厚度減少20％以上，從而提高了電氣和熱性能，并有助于擴大產品的電池容量。因此，面板級封裝有可能部分取代傳統晶圓級封裝以及晶圓級扇出型封裝的市場。
當然，面板級封裝也可以勝任異構集成。簡偉銓表示，隨著摩爾定律的放緩，異構集成成為延續摩爾定律的重要方向，玻璃載板、面板級芯片封裝工藝特性也適合異構集成，在IoT、AI、5G、汽車和服務器等芯片封裝市場大有可為。
04
困難重重 屏廠跨界封裝勝算幾何？
面板級芯片封裝市場前景廣闊，呈現高速成長的態勢。根據Yole報告，2018年至2023年，FOPLP的年復合成長率(CAGR)將可望達到70%以上，預計2023年FOPLP銷售額將達到2.793億美元。但廣闊的機遇下，面板廠商進軍面板級封裝也面臨精度、良率、制程、客戶等方面的挑戰。
面板級封裝采用PCB技術，目前精度還達不到晶圓級封裝的水平，提高生產精度是其面臨的主要挑戰。李揚表示，為了提高生產精度和良率，對面板的平整度，以及面板對RDL工藝和材料的兼容性都有一定的要求，所以可能需要重建RDL技術和工藝。
面板級封裝尺寸更大，但是目前良率不高。Omdia顯示部門研究總經理謝勤益告訴集微網，3.5代或者4.5代玻璃基板尺寸比12英寸晶圓封裝面積大很多，良率卻不如晶圓級封裝技術，所以提高良率也是面板級封裝工藝的重點。
FOPLP缺乏統一標準，載板尺寸、設備開發、制程整合、材料等都需要訂制化，提高了進入門檻。液晶面板產線部分濕法設備、自動化設備可以用于面板級封裝產線，但是由于兩者的工藝差異太大，需要面板廠商與設備廠商合作進行大量有針對性的改造，如果工藝制程路線沒有確定，設備也沒法改造。例如，如果產品需求線寬是25微米，不一定用得上液晶面板用的曝光機，有可能成為包袱，而且還存在面板翹曲、芯片位移、裸片對位精準度等問題。
簡偉銓指出，液晶面板產線改造還需要增加電鍍設備，但是目前在2.5代玻璃基板上電鍍的均勻度無法達到10%，在3.5代、4.5代玻璃基板上電鍍的可行性還需要進一步驗證。
液晶面板產線通過改造轉為面板級封裝產線難度很高。一位面板級封裝行業人士向集微網透露，其公司原本計劃將4.5代液晶面板產線改造成面板級封裝產線，最終發現只有20%-30%的液晶產線設備可以利用，而且設備需要大改，最終不得不放棄，選擇新建一條面板級封裝產線。
其實，對于面板廠商來說，涉足面板級封裝領域最大的挑戰可能是出海口。
簡偉銓指出，面板級封裝市場與面板商業模式不一樣，面板有標準品，但是封裝技術無法統一，不同的廠商需求也不一樣，面板廠商如果沒有找到合適的半導體供應鏈策略合作伙伴，或者內部自主消化產能，商業模式難以成型。
當然，從降低風險考慮，面板廠商可能更愿意先切入RDL First，然后供應給封裝廠商，但是Chip First才有更大的市場機遇，所以面板廠商還需要彌補封裝技術、人才、客戶的不足，才有機會與傳統晶圓級封裝廠商競爭。
王永攀指出，在商業模式難以成型，目標產品無從下手的現狀局面下，或許面板廠可以思考一下利用PLP來滿足自用芯片封測的需求，以實現中國大陸面板用芯片從設計、制造到封測端的產業完全自主。
多位行業人士表示，面板廠商涉足面板級封裝不僅可以盤活低世代液晶面板產線部分設備，充分利用現有的研發人員，還有機會進軍不斷成長的芯片封裝領域，拓展新的業務，幾乎所有的主流面板廠商紛紛涌入面板級芯片封裝領域。但面板廠商在半導體產業鏈缺乏足夠的積累，靠孤軍奮戰面臨重重關卡，只有整合更多的半導體產業鏈資源，才有可能像三星一樣在兩三年左右打通技術和商業壁壘，闖出自己的一片天。
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